7月 18, 2024

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新しいキロノバにより、天文学者はガンマ線バーストについて私たちが知っていることを再考しています

新しいキロノバにより、天文学者はガンマ線バーストについて私たちが知っていることを再考しています

ズームイン / GRB 211211A のアーティストの印象。 右がキロノバ爆発とガンマ線。

アーロン・M・ゲラー/ノースウェスタン/シエラ

1 年前、天文学者は約 2 分間続く強力なガンマ線バースト (GRB) を検出し、GRB 211211A と名付けました。 現在、この異常な出来事は、より長い GRB が超新星になる巨大な星の特徴的な特徴であるという長年の仮定を覆します。 代わりに、2 つの独立した科学者チームが、その情報源をいわゆる「キロノバAによると、2つの中性子星の合体によって引き起こされた 新葉 Nature 誌に掲載されました。 中性子星の合体は短い GRB しか生成しないと考えられていたので、長い GBR を持つキロノバが関与するハイブリッド イベントの発見は驚くべきことです。

「この発見は、ガンマ線バーストに関する私たちの標準的な考えを打ち破ります。」 共著者のイブ・チェイスは言ったH、ロスアラモス国立研究所の博士研究員。 「すべての短期間のバーストが中性子星の合体によるものであり、長期間のバーストが超新星によるものであるとはもはや想定できません。ガンマ線バーストを分類することははるかに難しいことがわかりました。この発見は、ガンマ線の理解を後押しします。極端にバーストします。

私たちのように 先に述べたガンマ線バーストは、遠方の銀河で数ミリ秒から数時間持続する非常に高エネルギーの爆発です。 最初 ガンマ線バースト 発売のおかげで、60年代後半に注目されました ヴィラ 米国による人工衛星。 彼らの目的は、1963 年のソ連との核実験禁止条約後の核兵器実験のガンマ線シグネチャを検出することでした。 米国は、ソ連が条約に違反して秘密裏に核実験を行っていることを恐れた。 1967 年 7 月、これらの衛星のうちの 2 つが、明らかに核兵器実験の痕跡ではないガンマ線の閃光を捉えました。

ちょうど 2 か月前、複数の衛星検出器が 強力なガンマ線バースト 私たちの太陽系を通過し、世界中の天文学者が空のその部分で望遠鏡を訓練して、イベントとその残光に関する重要なデータを収集するために急いで送りました. GRB 221009A と名付けられたこの銀河は、これまでに記録された中で最も強力なガンマ線バーストであり、おそらく新しいブラック ホールの「誕生の叫び」でした。

ガンマ線バーストには、短いバーストと長いバーストの 2 種類があります。 古典的な短周期 GRB の持続時間は 2 秒未満であり、以前は連星中性子星などの 2 つの超高密度天体の合体によってのみ発生し、付随するキロノバを生成すると考えられていました。 長い GRB は、数分から数時間続くことがあり、巨大な星が超新星になるときに発生すると考えられています。

ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した画像に重ね合わせたこのジェミニ ノースの画像は、長い GRB からのキロノバの近赤外線残光を示しています。
ズームイン / ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した画像に重ね合わせたこのジェミニ ノースの画像は、長い GRB からのキロノバの近赤外線残光を示しています。

ジェミニ国際天文台 / NOIRLab / NSF / AURA / NASA / ESA

フェルミ望遠鏡とスウィフト望遠鏡の天文学者は、昨年 12 月に最後のガンマ線バーストを同時に検出し、星座内の位置を特定しました。 うしかい. この迅速な識別により、世界中の他の望遠鏡がこのセクターに注意を向けることができ、初期段階でキロノバを捉えることができました。 これまでに検出された平均的なガンマ線バーストの約60億年と比較して、地球から約10億光年離れていた. (光は、これまでに約 130 億年間記録された最も遠い GRB から移動しました。)

「これまでに見たことのないものでした」 共著者のサイモン・ディシアラは次のように述べています。ペンシルベニア州立大学の天文学者であり、Swift チームのメンバーです。 「我々はそれが超新星、大質量星の死と関連していないことを知っていました。なぜなら、それは非常に接近していたからです。それは全く別の種類の光信号であり、キロノバ、衝突によって引き起こされた爆発に関連しているものでした。中性子星。」

2 つの連星中性子星が死のスパイラルで回転し始めると、強力な重力波が放出され、中性子を多く含む物質が互いに剥ぎ取られます。 次に、星が衝突して融合し、多波長の光で輝く破片の熱い雲が生成されます。 天文学者が可視光と赤外光のキロノバ光を生成すると信じているのは、中性子が豊富なデブリです。その輝きは、可視スペクトルよりも赤外光の方が明るく、噴出物内の重元素が可視光を遮断するが、放出することによって生じる、このようなイベントの特徴的な特徴です。光線. 赤外線は通過します.

中性子星が合体すると、キロノバ信号に電力を供給する放射性放出が生成されます。 最近観測されたガンマ線バーストは、キロノバが関与する以前には検出されなかったハイブリッド イベントを示していることが判明しました。
ズームイン / 中性子星が合体すると、キロノバ信号に電力を供給する放射性放出が生成されます。 最近観測されたガンマ線バーストは、キロノバが関与する以前には検出されなかったハイブリッド イベントを示していることが判明しました。

夢の時間

この署名は、GRB211211A の事後分析によって明らかにされたものです。 そして、その後の中性子星の合体の崩壊によって金やプラチナのような重元素が生成されるため、天文学者はこれらの重元素が宇宙でどのように形成されるかを研究する新しい方法を手に入れました。

数年前、故天体物理学者 ニール・グリルス 彼は、中性子星の合体によって、より長いガンマ線バーストが生成される可能性があることを示唆しました。 NASA のスウィフト天文台 (彼の名を冠して名付けられた) が、GRB 211211A の発見とそのような関連の最初の直接的な証拠の発見において重要な役割を果たしたことは、まさにふさわしいと思われます。

「この発見は、宇宙が完全に探査されたことがないことを明確に思い出させるものです。」 共著者のジリアン・ラスティンガッドは次のように述べています。、博士号ノースウェスタン大学の学生。 「天文学者は、GRB の長さによって GRB の起源を決定できることを当然のことと考えることがよくありますが、この発見は、これらの驚くべき出来事についてまだ理解すべきことがたくさんあることを示しています。」

DOI: ネイチャー、2022年。 10.1038 / s41550-022-01819-4 (DOIについて)。

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