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宇宙からの謎の「高速電波バースト」、発信源は銀河系内の「死んだ星」だった

星の残骸

NASAによって撮影された星の残骸。

NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/Univ. of Ariz./Univ. of Szeged

  • 天文学者が神秘的な「高速電波バースト」の発信源を初めて特定した。それは我々の銀河の中の「死んだ星」だった。
  • マグネターとして知られているその星は、1度のバーストでX線とガンマ線も放出していた。
  • 今回の発見は、この不思議な電波信号がすべてこのようなマグネターから来ていることを示唆している。

我々の銀河系のどこかで、謎めいた存在が、強烈な電波バーストを発しており、それはわずか1ミリ秒(1000分の1秒)の間だけ発信され、宇宙を駆け抜けていく。

科学者たちは2007年、2001年の観測データに隠れていた「高速電波バースト(fast radio burst:FRB)」を最初に発見した。その後まもなく、高速電波バーストが常に宇宙空間を駆け巡っている可能性があることが明らかになった。そして、そのうちのいくつかは、同じ場所で定期的な発信を繰り返しているように見えた。

長い間、これらの信号を生み出しているものが何かわからなかった。一部の人は、エイリアンが我々に送信しているのかもしれないと推測した。またある人たちは、死にかけている星の最後の爆発からの噴出物かもしれないと考えた。

最近の研究によると、これらのパルスの多くは、すべてではないにせよ、中性子星の一種である「マグネター」から発せられているという。すべての中性子星は星が爆発したあとの超高密度の残骸だが、中でも電波バーストを発生させるような非常に強力な磁場を持っている星をマグネターとして区別している。これは、11月4日にネイチャー誌に発表された3つの研究論文の結論だ。

2020年までは、これまで知られているすべての高速電波バーストが銀河系外のものだったため、研究することがほとんど不可能だった。

しかし、2020年4月、2組研究グループが別々に、我々の銀河系内から放射されているこのような信号を初めて検出した。それは、遠くにあるマグネターによるものだった。

「銀河系外FRBがどれほど珍しいかを考えると、本当に驚くべきことに、我々は銀河系内の現象を見たのだ」とカリフォルニア工科大学の大学院生で、1つの論文の筆頭著者であるクリストファー・ボチェネック(Christopher Bochenek)は、記者会見で述べている。

「我々は、天の川銀河での高速電波バーストを検出するために50年も待つ必要はなかった。我々は数年待つだけでよかった」

その信号は、銀河系外からの典型的なFRBに比べて約1000分の1の弱いものだった。しかし、マグネターがこのようなバーストを生成するという事実は、それがすべてのFRBの源である可能性を示している。

たった1回の電波バーストによるX線とガンマ線の爆発

4月に観測された高速電波バーストは、我々の銀河系内のマグネターと明確に結びついていたので、天文学者たちはこの事象に伴う電波以外の放射を研究することができた。ボチェネックの研究チームは、それがX線の放射を伴っていることを発見した。

中国の貴州省にある500メートル球面電波望遠鏡(FAST)は、マグネターがガンマ線を放出するのを監視していた。

中国の貴州省にある500メートル球面電波望遠鏡(FAST)は、マグネターがガンマ線を放出するのを監視していた。

Bojun Wang/Jinchen Jiang; post processing by Qisheng Cui

別の研究チームも、このFRBを検出し、同じマグネターから放出されるガンマ線放射と関連づけた。そのチームは1時間に29回のガンマ線バーストを検出したが、そのうち電波バーストがともに起こったのは1回だけだった。

ガンマ線を観測していた中国の天体物理学者チャン・ビン(Bing Zhang)は会見で「バーストのほんの一部、おそらく100回に1回、もしかすると1000回に1回だけがFRBを発生させる」ことを示唆した。

電波バーストとX線、ガンマ線バーストの関連はまだ不明であり、今後さらに多くの研究が必要だ。10月、天文学者が同じ星から来るさらに多くのFRBを検出した。

「それは本当にエキサイティングだ」とカナダのブリティッシュコロンビア大学でマグネターとFRBを研究している天文学者デボラ・グッド(Deborah Good)はScienceAlertに語った。

「これらのバーストをより注意深く研究することで、マグネターと高速電波バーストの関係をさらに理解できるようになると期待している」

[原文:Fast radio bursts were once thought to be alien broadcasts. New research suggests the mysterious signals come from dead stars.

(翻訳、編集:Toshihiko Inoue)

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