遠くの銀河から謎の信号が繰り返し発信され、それが奇妙なものであることが判明


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collective-spark.xyz/より

何が起こってる?

高速電波バーストを繰り返す電波源が新たに発見され、正確には何がこの強力なアウトバーストを生み出しているのか、謎が深まっています。

2019年に初めて検出され、FRB190520Bと名付けられたこの電波源は、ミリ秒単位の強力な電波のバーストを頻繁に吐き出しているようです。

これにより、天文学者は、それが宇宙のどこから来るのか、そしてその周りの空間についての情報を明らかにする分析を行うことができました。これらの分析から、このような奇妙なバーストを発生させるメカニズムが、広い宇宙で1つだけではない可能性があることがわかりました。

高速電波バースト(FRB)は、その名の通り、電波の波長で明るく輝く非常に速い(数ミリ秒の)放射のバーストである。

そのほとんどは他の銀河から飛来し(天の川銀河では1つだけ検出された)、一瞬にして太陽5億個分のエネルギーを放出する非常に明るいものです。

これらの爆発は、ほとんどが一度だけ検出されたもので、どこからともなくやってきて、一度爆発したら二度と見ることができません。そのため、予測はほとんど不可能であり、追跡して研究することは非常に困難です。

しかし、いくつかの天体(現在3つ)は繰り返し検出されており、何が起こっているのかを理解するための興味深い機会を提供してくれています。たぶん。

天の川銀河で検出されたFRBはマグネターと呼ばれる死んだ星の一種から来たもので、少なくともいくつかのFRBはマグネターの噴出によって引き起こされていることが示唆されています。しかし、まだまだ未知数な部分が多いのです。

ウェストバージニア大学の天体物理学者クシティ・アガーワル氏は、「繰り返すものとそうでないものは違うのでしょうか」と言う。

FRB190520Bの発見信号は2019年5月に地球に到着し、中国の五百メートル口径球面電波望遠鏡(FAST)で検出され、同年11月にデータで発見された。

その後、上空でその場所を観測したところ、その電波源は繰り返し観測されていることがわかりました。

さらに国立科学財団のカール・G・ジャンスキー超大型アレイを用いて観測を行ったところ、魅力的な特徴が明らかになりました。その信号は、約40億光年離れた非常に古い矮小銀河の外縁部から届いていたのです。

電波バーストと電波バーストの間に、電波源は弱い電波を放射しているようです。このことから、高速電波バーストは、性質が未知のコンパクトな持続的電波源から発生していることが示唆されます。

高速電波バーストの愛好家なら、この現象に聞き覚えがあるかもしれません。なぜなら、これらの特徴は、もう一つの有名な高速電波バースト、FRB121102と共通しているからです。

このFRBは、30億光年彼方の非常に古い矮小銀河の周辺を発生源とする、史上初のFRBでした。そして、これもまた、コンパクトな持続的電波源と関連しているのです。

カリフォルニア工科大学の天文学者ケイシー・ロウは、「今、このようなものが2つあり、いくつかの重要な疑問が浮かび上がってきました」と言う。

例えば、一回限りのFRBが、私たちが検出できないほど低いエネルギーで繰り返されているのかどうかはわかりません。しかし、科学者たちは、バーストを発生させる少なくとも2つの異なるメカニズムがあるのではないかと以前から考えており、FRB190520Bの発見はこの考えと一致するものです。

このことは、異なるバーストが異なる天体から放射されているか、同じ種類の天体が異なる進化を遂げたときに放射されていることを意味しているのかもしれません。

マグネターは中性子星の一種で、大質量星が超新星爆発を起こして死んだ後に、超高密度のコアが崩壊したものですが、非常に強い磁場を持つのが特徴です。通常の中性子星とマグネターは、異なる方法でFRBを発している可能性があります。

さらなる解析の結果、高速電波バーストのもう一つの特徴は、天文学者が考えていたほど宇宙を測るのに有用ではないことがわかりました。

この特徴は分散測定と呼ばれ、私たちと電波源の間の空間にある希薄なガスによって光がどのように散乱されるかに関係するものです。周波数の高い波は、周波数の低い波よりも効率よく伝わるので、これを利用して距離を測ることができるのです。

FRB190520Bの場合、分散は80億から95億光年の距離にあることを示唆しています。しかし、独自に距離を測定したところ、銀河系はそこまで遠くないことがわかりました。

「このことは、FRBの近くに多くの物質が存在し、それを使って銀河間のガスを測定しようとすると、混乱してしまうことを意味します」とアガーワル氏は言います。「もし、他の銀河もそうであるなら、FRBを宇宙の基準として使うことはできません。

一方で、これは、FRBを放射している持続的電波源が、非常に複雑なプラズマ環境に存在することを示唆しており、最近の超大光量超新星の特徴と合致しています。このことは、電波源が何であれ、ごく最近に形成された「生まれたてのFRB電波源」であることを示唆しています。

「さらに、FRB121102とFRB190520Bは、進化するFRB集団の初期段階であると推測されます」と、この研究を率いた中国科学院国立天文台の天文学者ディ・リ氏は話します。

「FRBの起源と進化に関する首尾一貫した全体像が、わずか数年のうちに明らかになると思われます。

この研究は、Nature誌に掲載されています。

この記事は、Science Alertに掲載されたものです。

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