中性子星を消費するブラックホールのアーティストのイラスト。画像クレジット：Dana Berry / NASA。拡大するにはクリックしてください。
科学者たちは、短いガンマ線バーストと呼ばれる強力な一瞬の閃光の起源の35歳の謎を解き明かしました。これらの閃光は、10億の太陽よりも明るいが、数ミリ秒しか持続しませんが、今までは、あまりに速すぎてキャッチできませんでした。
ブラックホールが関係していると推測した場合、あなたは少なくとも半分正解です。短いガンマ線バーストは、ブラックホールと中性子星の間、または2つの中性子星の間の衝突から発生します。最初のシナリオでは、ブラックホールは中性子星を飲み込み、大きく成長します。 2番目のシナリオでは、2つの中性子星がブラックホールを作成します。
知られている最も強力な爆発であるガンマ線バーストは、1960年代後半に最初に検出されました。それらはランダムで一時的なものであり、空のどの領域からでも発生する可能性があります。広大なスポーツスタジアムのどこかでカメラのフラッシュの場所を探してみてください。そうすれば、ガンマ線バーストハンターが直面している課題を感じるでしょう。この謎を解くには、多数の地上の望遠鏡とNASA衛星を使用して、科学者の間で前例のない調整が必要でした。
2年前、科学者は2秒以上続くより長いバーストが非常に重い星の爆発から生じることを発見しました。ただし、バーストの約30％は短く、2秒未満です。
5月以来、4つの短いガンマ線バーストが検出されています。これらのうち2つは、Natureの10月6日号の4つの論文で取り上げられています。 7月からの1つのバーストは、衝突理論をサポートする「喫煙銃」の証拠を提供します。もう1つのバーストは、ブラックホールが中性子星を食べているという食欲をそそる初めての証拠を提供することでさらに一歩進んでいます。続く。
これらの発見は、これまでに見られたことのない、重力波の直接検出にも役立ちます。そのような合併は、時空に重力波または波紋を作成します。短いガンマ線バーストは、波紋を探す場所と場所を科学者に伝えることができます。
NASAのSwift衛星の主任研究員であるメリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターのNeil Gehrels博士は、次のように述べています。そしてネイチャーレポートの1つで主執筆者。 「すべてが変わった。これらのイベントを研究するためのツールが用意されました。」
Swift衛星は5月9日に短いバーストを検出し、NASAのHigh-Energy Transient Explorer（HETE）は7月9日に別のバーストを検出しました。これらはNatureで取り上げられている2つのバーストです。 SwiftとHETEは、バースト座標を携帯電話、ブザー、電子メールを介して科学者や観測所に迅速かつ自律的に中継しました。
5月9日の出来事は、科学者が短いガンマ線バーストの残光を初めて識別したことを示しました。その発見は5月11日のNASAのプレスリリースの主題でした。 Natureで発表された新しい結果は、これらの2つのバースト残光の徹底的な分析を表しており、短いバーストの原因を明らかにしています。
「短いガンマ線バーストが中性子星がブラックホールまたは別の中性子星に衝突したことによるものであるという予感がありましたが、これらの新しい検出は疑いの余地がありません。」多波長観測の詳細。
フォックスのチームは、NASAのチャンドラX線天文台で7月9日バーストのX線残光を発見しました。次に、コペンハーゲン大学のイェンス・ヨース教授が率いるチームは、チリのラ・シーラ天文台にあるデンマークの1.5メートル望遠鏡を使用して、光学残光を特定しました。フォックスのチームはその後、NASAのハッブル宇宙望遠鏡で残光の研究を続けました。カーネギー研究所から資金提供を受けた、チリのラスカンパナスにあるデュポン望遠鏡とスウォープ望遠鏡。日本の国立天文台によって運用されているハワイのマウナケアにあるすばる望遠鏡。国立電波天文台によって運用されている、N.M。のソコロ近くにある27の電波望遠鏡である超大型アレイ。
7月9日のバーストの多波長観測（GRB 050709）は、短いバーストの謎を解くためのパズルのすべてのピースを提供しました。
「強力な望遠鏡は超新星を検出しませんでした。ガンマ線バーストが消え、巨大な星の爆発に異議を唱えました」と、MITのジョージリッカー博士、HETEの主任研究者、および別のNatureの記事の共著者は述べました。 「7月9日のバーストは、吠えない犬のようでした。」
リッカー氏は、7月9日のバースト、そしておそらく5月9日のバーストは、それらのホスト銀河の郊外に位置していると付け加えました。短いガンマ線バーストは、若い星形成銀河では予想されていません。連星系で結合された2つの巨大な星が最初にブラックホールまたは中性子星の段階に進化し、次に合体するのに数十億年かかります。星からブラックホールまたは中性子星への移行には、爆発（超新星）が含まれます。これにより、バイナリシステムがその起源から遠く離れ、ホスト銀河の端に向かってキックされます。
この7月9日のバーストとその後の7月24日のバーストは、古い合併だけでなく、具体的にはブラックホールと中性子星の合併を示す独特のシグナルを示しました。科学者たちは最初のガンマ線バーストの後にX線光のスパイクを見ました。素早いガンマ線部分は、中性子星のほとんどを飲み込んでいるブラックホールの信号である可能性があります。 X線信号は、その後数分から数時間で、ブラックホールに落下する中性子星物質のクラムである可能性があり、デザートのようです。
それだけではありません。合併は、アインシュタインによって予測されたが、直接検出されなかった重力波、時空の波紋を作成します。 7月9日のバーストは約20億光年離れていました。地球に近い大規模な合併は、全米科学財団のレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）によって検出される可能性があります。 Swiftが近くの短いバーストを検出した場合、LIGOの科学者は正確な時間と場所を念頭に置いて戻ってデータをチェックできます。
「これはLIGOにとって朗報です」と、CaltechのLIGOラボのDr. Albert Lazzariniは述べました。 「ショートバーストと合併の関係により、LIGOの予測レートは上昇し、それらは以前の見積もりの上限にあるようです。また、観測により、ブラックホール（中性子星の合併など）の魅力的なヒントが得られました。 LIGOの今後1年間の観測中に、そのようなイベントから重力波が検出される可能性があります。」
ブラックホール–中性子星の融合は、2つの中性子星の融合よりも強い重力波を生成します。ここでの問題は、これらの合併がどれほど一般的でどれだけ近いかです。 2004年11月に発売されたSwiftがその答えを提供します。
元のソース：NASAニュースリリース
