2017年8月、レーザー干渉計重力波天文台（LIGO）が中性子星の合併によって引き起こされたと考えられている波を検出したときに、別の大きな進歩が起こりました。その後まもなく、LIGO、高度な乙女座、およびフェルミガンマ線宇宙望遠鏡の科学者たちは、このイベント（キロノバとして知られている）が空のどこで発生したかを特定することができました。
この情報源はGW170817 / GRBとして知られており、合併によりブラックホールが形成される可能性があると考えられていたため、多くの追跡調査の対象になっています。このイベント以来、NASAのチャンドラX線天文台のデータを分析したチームによる新しい研究によると、科学者は今回の合併により、私たちの銀河に新しいブラックホールができたと確信できるようになりました。
「GW170817最も可能性が高いブラックホールを作った」というタイトルの研究は、最近発表されました。 天体物理ジャーナルの手紙。 この研究は、サンアントニオのトリニティ大学で物理学と天文学の助教授を務めるデビッドプーリー氏が主導し、テキサス大学オースティン校、カリフォルニア大学バークレー校、カザフスタンのナザルバエフ大学のエネルギッシュなコスモス研究所のメンバーも含まれていました。
チームは調査のために、LIGOによる重力波とNASAのフェルミミッションによるガンマ線の検出から数日、数週間、数か月後に撮影されたチャンドラからのX線データを分析しました。世界中のほぼすべての望遠鏡が線源を観測していましたが、X線データは2つの中性子星が衝突した後に何が起こったかを理解するために重要でした。
イベントの2〜3日後のチャンドラ観測ではX線源の検出に失敗しましたが、イベントの9、15、16日後に行われた観測では検出されました。 GW170817が太陽の背後を通過したため、光源はしばらく消えましたが、イベントの約110日と160日後に追加の観測が行われ、どちらも大幅な増光を示しました。
LIGOデータは、中性子星が合体した後の天体の質量（2.7太陽質量）を天文学者に正確に推定しましたが、これはそれがどのようになったかを判断するには不十分でした。本質的に、この質量の量は、これまでに見つかった中で最も重い中性子星または質量の最も低いブラックホールのいずれかであることを意味しました（以前の記録保持者は4つまたは5つの太陽質量でした）。 Dave PooleyがNASA / Chandraのプレスリリースで説明したように：
「中性子星とブラックホールは神秘的ですが、チャンドラのような望遠鏡を使用して、宇宙全体でそれらの多くを研究しました。つまり、そのようなオブジェクトがX線でどのように動作するかを予測するためのデータと理論の両方があるということです。」
中性子星が合体してより重い中性子星を形成した場合、天文学者はそれが急速に回転して非常に強い磁場を生成することを期待します。これはまた、高エネルギー粒子の膨張した泡を作成し、明るいX線放出をもたらします。しかし、チャンドラのデータは、高速で回転する巨大な中性子星からの予想よりも数百倍低いX線放出を明らかにしました。
Chandraの観測とNSFのKarl G. Jansky Very Large Array（VLA）による観測を比較することにより、プーリーと彼のチームは、X線の放射が、周囲に押し寄せる合併によって引き起こされた衝撃波によるものであると推測することもできましたガス。要するに、中性子星から生じるX線の兆候はありませんでした。
これは、結果のオブジェクトが実際にはブラックホールであったことを強く示唆しています。確認された場合、これらの結果はブラックホールの形成プロセスが時々複雑になる可能性があることを示します。基本的に、GW170817は、2つの中性子星が十分にタイトな軌道で後に残されて最終的に一緒になった超新星爆発を受けた2つの星の結果でした。 Pawan Kumarが説明したように：
「このまばゆいイベントについての最も基本的な質問の1つに答えたかもしれません。それは何を作りましたか？天文学者は、中性子星の合体がブラックホールを形成し、放射線のバーストを生成するだろうと長い間疑っていましたが、私たちは今までそれについての強い主張に欠けていました。」
今後の展望として、プーリー氏とその同僚たちが提唱した主張は、将来のX線と電波の観測によって検証される可能性があります。南アフリカとオーストラリアで現在建設中のSquare Kilometer Array（SKA）やESAの高エネルギー天体物理学（Athena +）用の高度望遠鏡などの次世代機器は、この点で特に役立ちます。
結局のところ、残骸が強力な磁場を備えた巨大な中性子星であることが判明した場合、高エネルギーの気泡が減速する衝撃に追いつくので、今後数年間で線源とX線と電波の波長がはるかに明るくなるはずです。波。衝撃波が弱まるにつれ、天文学者は最近観測されたときよりも暗くなることを期待しています。
いずれにせよ、GW170817の将来の観察は、豊富な情報を提供するに違いないと、同じくテキサス大学の研究の共著者であるJ.クレイグウィーラー氏は述べています。 「GW170817は与え続ける天文学的な出来事です」と彼は言った。 「私たちは、この1つのイベントから、最も密度の高い既知のオブジェクトの天体物理学について多くを学んでいます。」
これらの追跡調査により、重い中性子星が合併によって生じたものであることが判明した場合、この発見は中性子星の構造とそれらがどれほど大規模になるかについての理論に挑戦するでしょう。一方、小さなブラックホールが形成されたことが判明した場合、天文学者はブラックホールの質量の下限についての見解に異議を唱えます。天体物理学者にとって、それは基本的に双方にメリットのあるシナリオです。
カリフォルニア大学バークレー校のブルースグロッサンは、共著者として次のように付け加えました。
「私がキャリアを始めた当初、天文学者は私たち自身の銀河の中性子星とブラックホールしか観測できませんでした。現在、宇宙全体でこれらのエキゾチックな星を観測しています。 LIGOやChandraのような楽器が私たちに自然が提供する非常に多くのスリリングなものを見せてくれるのを見るのに、なんとエキサイティングな時間です。」
確かに、宇宙をより深く、そして過去をより深く見ると、以前は知られていなかった宇宙について多くのことが明らかになりました。そして、天文現象をより詳細に、そしてより遠くまで研究することを唯一の目的として開発された改良された機器により、私たちが学ぶことができることに制限はないようです。そして、チャンドラX線天文台の好意により、GW170817合併のこのビデオを必ずチェックしてください。
