古代銀河の中心で歴史的なガンマ線バーストを発見

国際的な天文学者チームが、古代銀河でおそらく2つの別々の中性子星の合体によって引き起こされた長いガンマ線バーストを検出し、そのような爆発の原因についての従来の理解に疑問を投げかけた。 研究チームは複数の望遠鏡を使用して2019年の噴火を分析し、他の考えられる原因も検討されたが、将来の観測によってこの現象の起源が解明されることを期待している。

国際的な天文学者チームが、古代銀河の中心近くで長いガンマ線バーストを初めて観測した。 この種のガンマ線バーストは通常​​、大質量星が崩壊したり、中性子星が長期間にわたって相互に周回するときに発生し、古代の銀河の中心にはそのような星が存在しないため、これは特別です。 Andrew Levan (Radboud University) が率いるチームは、その調査結果を次の論文で発表しました。 自然天文学。

一般的なコンセンサスは、少なくとも数秒の長いガンマ線バーストは、非常に重い星がその寿命の終わりに超新星に崩壊するときにのみ発生する可能性があるということでした。 2022年、一生を通じてお互いの周りを公転していた2つの巨大な星が最終的に中性子星になってキロノバと衝突したとき、長いガンマ線バーストの2番目の引き金となる可能性があることが明らかになった。 2023 年の現在、長いガンマ線バーストが 3 番目の方法で発生する可能性があるようです。

「私たちのデータは、これが 2 つの別々の中性子星が合体した例であることを示しています。中性子星は、銀河の中心にある周囲の多くの星の重力によって押し合わされたのではないかと考えています」と主任研究員のアンドリュー・レヴァン (ラドバウド大学) は述べています。 ）。

研究者チームは、2019年10月19日にニール・ゲーレルス・スウィフト天文台で検出されたガンマ線バーストの影響を研究した。彼らはチリのジェミニ南望遠鏡、ラ・パルマ島のカナリア島にある北光学望遠鏡を使用してこれを行った。[{” attribute=””>Hubble Space Telescope.

Their observations show that the burst was caused near the center of an ancient galaxy. This immediately provides two arguments pointing to the merging of two sources.

The first argument is that there are almost no heavy stars in ancient galaxies that could collapse into supernovae, because heavy stars typically occur in young galaxies. In addition, supernovae emit bright optical light, which was not observed in this case.

A second argument is that the center of galaxies are busy places. There are hundreds of thousands of normal stars, white dwarfs, neutron stars, black holes, and dust clouds all orbiting a supermassive black hole. Altogether, this represents over 10 million stars and objects crammed into a space of a few light-years across. “That is an area comparable to the distance between our sun and the next star,” Levan explains. “So the probability of a collision in the center of a galaxy is much higher than, say, at the outskirts, where we are.”

The researchers are still leaving room for alternative explanations. The prolonged gamma-ray burst could also result from the collision of compact objects other than neutron stars, for example, black holes or white dwarfs. In the future, the researchers hope to be able to observe long gamma-ray bursts at the same time as gravitational waves. This would help them to make more definitive statements about the origin of the radiation.

For more on this discovery:

Reference: “A long-duration gamma-ray burst of dynamical origin from the nucleus of an ancient galaxy” by Andrew J. Levan, Daniele B. Malesani, Benjamin P. Gompertz, Anya E. Nugent, Matt Nicholl, Samantha R. Oates, Daniel A. Perley, Jillian Rastinejad, Brian D. Metzger, Steve Schulze, Elizabeth R. Stanway, Anne Inkenhaag, Tayyaba Zafar, J. Feliciano Agüí Fernández, Ashley A. Chrimes, Kornpob Bhirombhakdi, Antonio de Ugarte Postigo, Wen-fai Fong, Andrew S. Fruchter, Giacomo Fragione, Johan P. U. Fynbo, Nicola Gaspari, Kasper E. Heintz, Jens Hjorth, Pall Jakobsson, Peter G. Jonker, Gavin P. Lamb, Ilya Mandel, Soheb Mandhai, Maria E. Ravasio, Jesper Sollerman and Nial R. Tanvir, 22 June 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8