スーパーフレアでカニ星雲が噴火する

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NASAのプレスリリースから:

有名なカニ星雲の超新星残骸は、以前にその物体から見たどのフレアよりも5倍も強力な巨大なフレアで噴火しました。他のいくつかの衛星も観測を行いました。これは、かつて空で最も安定した高エネルギー源であると考えられていたカニのX線放射の予期しない変化を明らかにして、天文学者を驚かせました。

星雲は、1054年に地球に到達した光を放出した爆発した星の残骸です。それは、6,500光年離れたおうし座の星座にあります。膨張するガス雲の中心には、元の星のコア、つまり1秒に30回回転する超高密度中性子星の残りの部分があります。回転するたびに、星は強い放射ビームを地球に向かって振り、中性子星(パルサーとしても知られています)の回転に特徴的なパルス放出を作成します。

これらのパルスとは別に、天体物理学者は、カニ星雲が高エネルギー放射線の実質的に一定の発生源であると信じていました。しかし、1月に、NASAのフェルミ、スイフト、ロッシのX線タイミングエクスプローラーなど、軌道を回るいくつかの観測所に関連する科学者たちは、X線エネルギーにおける長期的な輝度変化を報告しました。

「カニ星雲は、私たちが現在十分に理解しているだけの高エネルギー変動をホストしています」と共同で施設にあるカブリ粒子天体物理学宇宙研究所のフェルミ大面積望遠鏡(LAT)チームのメンバーであるロルフビューラーは言った。エネルギー省のSLAC国立加速器研究所とスタンフォード大学。

2009年以来、Fermiとイタリア宇宙庁のAGILE衛星は、1億電子ボルト(eV)を超えるエネルギーでいくつかの短命のガンマ線フレアを検出しました。これは、星雲で観測されたX線変動の数百倍です。比較のために、可視光のエネルギーは2〜3 eVです。

4月12日、フェルミのLATとその後のアジャイルは、星雲の通常のガンマ線出力の約30倍、以前のバーストより約5倍強力なフレアを検出しました。 4月16日、さらに明るいフレアが発生しましたが、数日以内に異常な活動が完全に消えました。

「これらのスーパーフレアは、私たちがこれまでに見た中で最も激しい爆発であり、それらはすべて非常に不可解なイベントです」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターのアリス・ハーディングは述べました。中性子星からそれほど離れていないが、それが起こっている正確な場所は謎のままです。」

カニの高エネルギー放出は、中性子星の高速スピンを利用する物理的プロセスの結果であると考えられています。理論家は一般に、フレアは中性子星から光年の約3分の1以内に発生するはずであることに同意しますが、より正確にそれらを特定するための努力は、これまでのところ成功していないことを証明しています。

2010年9月以降、NASAのチャンドラX線天文台は、爆発に関連するX線放出を特定するために、定期的に星雲を監視しています。フェルミの科学者が天文学者に新しいフレアの発生を警告したとき、アラバマ州ハンツビルにあるNASAのマーシャル宇宙飛行センターのマーティンワイスコフとアリンテナントは、チャンドラを使用して一連の事前計画された観測を開始しました。

また、NASAのロッシX線タイミングエクスプローラー(RXTE)とSwift衛星、および欧州宇宙機関の国際ガンマ線天体物理学研究所(INTEGRAL)によって観測されました。結果は、2年間で15,000から50,000 eVのエネルギーで約7%の実際の強度低下を確認します。彼らはまた、カニが1999年以来年間3.5%も明るくなり、衰退したことを示しています。

「フェルミ警報のおかげで、計画された観測が実際にフレアがガンマ線で最も明るいときに発生したことは幸運でした」とワイスコフは言った。 「チャンドラの優れた解像度にもかかわらず、我々は、フレアと明らかに関連している可能性のある、星雲とパルサーの周囲のX線構造の明らかな変化を検出しませんでした。」

科学者たちは、パルサーの近くの強い磁場が突然再構築されるときにフレアが発生すると考えています。このような変化は、電子のような粒子を光速に近い速度まで加速することができます。これらの高速電子は磁場と相互作用するため、ガンマ線を放出します。

観測された放出を説明するために、科学者たちは、電子は地球上のあらゆる粒子加速器で達成できるよりも100倍大きいエネルギーを持たなければならない、と述べています。これにより、銀河源に関連付けられていることが知られている最もエネルギーの高い電子になります。 4月のバーストの間のガンマ線の上昇と下降に基づいて、科学者は放出領域のサイズが太陽系に匹敵するサイズでなければならないことを推定します。

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