最も明るいガンマ線バーストがこれまでにないほど銀河を照らす

爆発からの X 線は、私たちの銀河の 20 の塵の雲を照らし、それらの距離と塵の特性をこれまで以上に正確に決定できるようにしました。 しかし、謎は残ります。 ガンマ線バーストを引き起こした爆発中の星の破片は、跡形もなく消えてしまったようです。

GRB 221009A が最初に報告されたのは、 NASA のニール ゲーレルズ スイフト天文台 2022 年 10 月 9 日に X 線を発見してください。ソースは、銀河の中心からそう遠くない天の川銀河にあるようです。 ただし、Swift からのより多くのデータがあり、 NASA のフェルミ ガンマ線宇宙望遠鏡 彼はすぐに、自分が遠すぎることを示唆しました。 からのメモ ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡 それから彼は、たまたま私たちの銀河系を超えている、はるかに遠い銀河への爆発を突き止めました。

数万光年ではなく約 20 億光年と非常に遠く離れているということは、GRB が非常に明るいことを意味します。

「典型的なガンマ線バーストとこれとの違いは、リビング ルームの電球とスポーツ スタジアムの投光照明の違いとほぼ同じです」と、オランダのラドバウンド大学のアンドリュー レヴァンは言います。 NASA/ESA/ESA James Webb Space Telescope. カナダの航空宇宙と NASA/ESA ハッブル宇宙望遠鏡 爆発を監視します。

統計的に、GRB 221009A のような明るいガンマ線は、数千年に 1 回しか発生しないと予想されており、人類の文明が始まって以来、最も明るいガンマ線バーストである可能性があります。 そのため、天文学者はこれを BOAT と名付けました。これは史上最も明るいものです。

「これは非常に人目を引くイベントでした。目撃できたことは非常に幸運でした」と、GRB を研究する欧州宇宙機関のリサーチ フェローである Alicia Rocco-Escurial は言います。

計算によると、爆発が続いた数秒間で、爆発は約ギガワットのエネルギーを地球の上層大気に蓄積した. これは、地上発電所の等価出力です。 「非常に多くのガンマ線と X 線が放出されたため、地球の電離層が励起されました」と、GRB を発見した宇宙船の 1 つである統合科学者の ESA プロジェクトである Erik Ku​​ulkers は言います。

多くの ESA 宇宙船 XMM-Newton、Solar Orbiter、BepiColombo、Gaia、および SOHO も、GRB またはその銀河への影響を検出しています。 このイベントは非常に明るいため、残光として知られる残留放射線がまだ見えており、まだ長い間続くでしょう. 「このイベントの余波は、今後何年も続くでしょう」と、現在統合データ分析を行っているスイスのジュネーブ大学の Volodymyr Savchenko は言います。

この大量のデータは現在、まったく異なる機器から収集されており、最初の爆発がどのように発生したか、および宇宙を移動する際に放射線が他の物質とどのように相互作用したかを理解しています.

すでに科学的成果を上げている分野の 1 つは、X 線が銀河の塵の雲を照らしている方法です。 放射線は、私たちの銀河系に入る前に、約 20 億年にわたって銀河間空間を移動しました。 その後、約 60,000 年前に最初の塵雲に遭遇し、約 1,000 年前に最後の塵雲に遭遇しました。

X 線が塵の雲に遭遇するたびに、放射線の一部が散乱され、外側に広がるように見える同心円状のリングが形成されます。 ESA の XMM-Newton は、GRB の後の数日間、これらのエピソードを観察しました。 より近い雲は、遠近法でより大きく見えるという理由だけで、より大きな輪を生み出しました。

Andrea Tiengo、Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia、イタリア、および天文学者のチームは、データを分析して、これらの塵雲のそれぞれについて最も正確な距離を導き出しました。 「最初に衝突した雲は、私たちの銀河の端にあり、銀河のちりの雲が通常見られる場所から遠く離れていたようです」とアンドレアは言います。 X線はダストのサイズ、形状、および組成に応じて散乱されるため、チームは次に雲の中のダスト粒子の特性を推測しました。

長年にわたり、天文学者は塵粒のさまざまな特性を提案してきたため、アンドレアと彼の同僚はそれらを X 線データに対してテストすることができました。 彼らは、1 つのモデルがエピソードを非常によく再現していることを発見しました。 このモデルでは、ダスト粒子は主に炭素の結晶形態であるグラファイトで構成されていました。 彼らはまた、GRB 自体からの X 線放射を再構築するためにデータを使用しました。

しかし、どの物体が爆発して GRB を作ったのかは謎のままです。 アンドリュー・レヴァンと彼の同僚は、ウェッブ望遠鏡とハッブル望遠鏡を使用して爆発の痕跡を探しましたが、何も見つかりませんでした。 「それは奇妙です」と彼は言います。

星は非常に重いため、最初の爆発の後、すぐにブラック ホールが形成され、その物質が飲み込まれ、超新星残骸として知られるガス状の雲が形成されます。

したがって、天文学者が爆発した星の残骸を探し続けているため、多くのフォローアップ作業が必要です。 彼らが探しているものの 1 つは、金のような重元素の痕跡です。これは、このような大規模な爆発で生成されたと考えられています。

編集者への注記:
XMM-Newton、James Webb Space Telescope、および Integral からのものを含む GRB 221009A の最新の観測結果は、2023 年 3 月 28 日の米国天文学会の高エネルギー天体物理学部門の第 20 回会議での記者会見で発表されました ( AAS) ハワイ、米国。 生放送： https://www.youtube.com/c/AASPressOffice

「リングの強度: ダスト散乱ハローからの GRB 221009A の軟 X 線放射」アンドレア・ティエンゴ他に掲載されました 天体物理ジャーナルレター: https://doi.org/10.3847/2041-8213/acc1dc

「次の GRB オーロラの最初の JWST スペクトル: これまでで最も明るい GRB、GRB 221009A の観測では超新星は明るくない」アンドリュー・レヴァンらに掲載されました 天体物理ジャーナルレター: https://iopscience.iop.org/collections/apjl-230323-172_Focus-on-the-Ultra-luminous-GRB-221009A