赤い家を見ていると想像してみてください、そして時々あなたはカラスが飛ぶのを見ます。カラスと家は何マイルも離れている可能性があるので、これは不可能でしょうね？まあ、新しい調査によると、クエーサーを見ると、25％の時間前に銀河が見えます。しかし、ガンマ線バーストの場合、ほとんどの場合、介在する銀河があります。数十億光年離れていても。それを理解してください。カリフォルニア大学サンタクルーズ校のJason X. Prochaska博士は、彼らが見つけた奇妙な結果とその原因について話しました。
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フレーザー・ケイン：わかりました、背景を説明するために、ガンマ線バーストとクエーサーの違いは何ですか？かなり違うと思います。
プロチャスカ博士：はい、多分私は類似点から始めます。どちらも非常に明るい天体なので、宇宙論の研究にとって非常に興味深い天体です。もう1つの類似点は、どちらもブラックホールに関連していると考えていますが、その後、2つのタイプのオブジェクトには大きな違いがあります。クエーサーは超巨大ブラックホールであると考えられています。ブラックホールですが、非常に巨大で、場合によっては銀河のように巨大です。ブラックホールへの降着ガスは熱くなり、私たちが見る光はクエーサーです。それらは超大容量であるため、大量のガスを付着させ、その結果、非常に遠くから見ることができる非常に明るく輝くことができます。
少なくとも、この論文が基にしているガンマ線バーストは、2つのタイプがあります–は、大規模な星、単一の星ですが、かなり大規模で、太陽の10〜50倍の大きさです。星の死とともに到着。その自然な寿命の終わりに。死ぬとブラックホールが発生し、これらの星の一部がガンマ線バーストを引き起こすと考えられています。
フレーザー：そしてクエーサーとガンマ線バーストの調査を行いました、そしてあなたは何を見つけましたか？
プロチャスカ博士：最初にクエーサーを使ったプロジェクトに学生を置きました。 Sloan Digital Sky Surveyと呼ばれる公開データベースがあり、北の空の大部分を調査しています。そして、彼らはおそらく100万に近い物体のスペクトルを取りました。主にその中心にある銀河の調査です。銀河の研究に加えて、クエーサーの研究も行っています。彼らは現在、約60,000のクエーサーの分光法を使用しており、そのデータを求めている地球上の誰にでも、そのデータを公開しています。多かれ少なかれ、私たちはそのデータベースを探索し、私たちとクェーサーの間にある銀河の痕跡を探しました。したがって、クエーサーが非常に遠くにある場合、それらはうそをつく傾向があるため、私たちとそのクエーサーの間にかなり大きな銀河がある可能性があります。銀河は、クエーサーの吸収線によって明らかになります。したがって、クエーサーのスペクトルを分析すると、クエーサーに関連するこれらの特徴が非常に特徴的であることがわかりますが、この場合は光がないことがわかります。偶然にも私たちとクエーサーの間にある銀河自体の指紋。この種の科学は、私が過去12年間行ってきたものです。スローンの調査でこれらの50,000個のクエーサーを生徒に見てもらい、私たちとクエーサーの間に銀河が存在する頻度を数えました。それは骨の折れる最初のステップであり、これらの銀河のそのような検索から生まれる可能性のある多くの科学があります。
フレーザー：銀河がそこにあるかどうかを視覚的に見ることはできないかもしれませんが、それを検出することはできます。
プロチャスカ博士：そうです。私たち自身の天の川は星とガスと塵でいっぱいです。バリオンに関する限り、陽子と中性子。バリオンが天の川に存在する主な3つの段階は、すぐに見える星、多かれ少なかれ目に見えないガスですが、21 cmで放出されます。これは、銀河系のガスを電波望遠鏡。しかし、ガスも光を吸収します。 21 cmの波長で放出しますが、特定の周波数でも吸収します。背景オブジェクトからの光を吸収します。そして、ほとんどすべての銀河には星だけでなく、それらの星が形成しているガスもあり、ガスを調べることでその銀河の特徴である銀河を検出できます。これがクエーサーに使用するテクニックで、ガンマ線バーストに使用するテクニックと同じです。
フレーザー：そうです、そしてガンマ線バーストで何を見つけましたか？
プロチャスカ博士：実は、クエーサーをガンマ線バーストと比較する際に私が省略した重要なポイントの1つは、非常に明るいということです。それらの名前のように、それらは多くのガンマ線を放出しますが、それらのかなりの部分-確かに半分以上-は、紫外線、X線、光学光、さらにはラジオ光の放射線も放出し、それらの周波数で非常に明るいです。そして、紫外線または光周波数で宇宙全体にそれらを見ることができ、それらを使用して私たちとガンマ線バーストの間にあるガスを研究します。クエーサーの違いは、少なくとも現時点では、発見されたガンマ線バーストがはるかに少ないことです。これらの現象を検出するには宇宙衛星が必要です。これは、最近まで素晴らしいレベルで存在していなかったかなりの量の技術です。したがって、検出されたこれらの事柄の数は依然として1000年代の数ですが、詳細に調査できるのは1から200までです。それが私たちが行ってきたことであり、それらの100程度のサブセットでさえ、ガンマ線バーストのスペクトルを取得し、再びガスを通して、私たちとバーストの間にある銀河の痕跡を再度検索しました。簡単に言えば、ガンマ線バーストの小さなサンプルがある一方で、ガンマ線バーストに向かうより多くの銀河が非常に多く、クエーサーに向かっているということです。
フレーザー：あといくつ？
プロチャスカ博士：現在の数値は4であり、十分に測定されています。誤差は1なので、4プラス1またはマイナス1です。重要なのは、それが拡張であることです。強化はいつか3または1.5になるかもしれませんが、クエーサーに対する強化は非常に健全です。
フレーザー：何らかの理由で、私たちとクェーサーの間よりも、私たちと遠方のガンマ線バーストの間にある銀河が多くあります。それはどのように可能ですか？彼らは遠く離れています。
プロチャスカ博士：そうです、そして最初に強調すべきことは、アプリオリに、クエーサーやガンマ線バーストにランダムに向かっている銀河がその背景の光源と関係があるとは予想されていないということです。繰り返しになりますが、クエーサーは遠くにあり、銀河も遠くにありますが、同時にクエーサーから非常に遠くにあります。あまり関係がないので、私たちが特定している銀河とクエーサーとの間には、重力の関連も電磁も物理的な関連もありません。そして、ガンマ線バースト実験についても同じことが言えます。ガンマ線バーストは私たちから遠く離れており、それに向かって銀河が見えます。それらは私たちから遠く離れていますが、ガンマ線バーストからも遠く離れています。繰り返しになりますが、その銀河とその背後にあるガンマ線バーストとの物理的な関係については、先験的に何も予想されていません。確かに表面上はかなり素晴らしいですが、テストはかなり簡単です。私たちの即時の反応は、大丈夫です、何が起こっているのですか？
3つのバイアス、または説明があります。天文学では、これらを選択バイアスと呼びます。そして、この結果をもたらす3つの重要な説明、つまり明白な説明が最初です。銀河は、私が言ったように、3つの段階で問題を持っています：星、ガス、そしてダスト。ほとんどの銀河、あるいはおそらくすべての銀河は、その中に塵を持っています。そして、粉塵の重要な側面は、それが背景の源を消すことです。ですから、あなたとクエーサーの間にほこりをまき散らし、それを暗くします。これらの銀河にはすべて塵が含まれており、この調査を全天に渡って行うと、クエーサーが実際に失われていることを想像できます。ほこりの多い銀河はクエーサーを覆い隠し、あなたはそれを見ることは決してないでしょう。サンプルにはカウントされません。しかし、ガンマ線を使用して非常に異なる方法で検出されるガンマ線バーストは、このダストにそれほど敏感ではありません。ガンマ線バーストを検出してサンプルでカウントする可能性があります。つまり、ダストによるクエーサーが存在しない状態で、ガンマ線サンプル内のオブジェクトが過大にカウントされることになります。それが答えであると私たちが考えない理由は、銀河である塵の量がある程度わかっているためであり、サンプルから十分なクエーサーを削除して4倍の違いを埋め合わせるには不十分です。
つまり、説明1です。2は、ガスがガンマ線バーストとは何の関係もないか、クエーサーが間違っているという私たちの事前の仮定です。このガスは私たちから、そしてクエーサーから、そしてガンマ線バーストから遠くにあると言いました。おそらく天文学で最も難しい問題は実際に距離を測ることです。ガスの距離を実際に測定するのではなく、ガスの赤方偏移を測定します。これにより、赤方偏移が宇宙の膨張によるものであるという仮定の下で、距離の推定が得られます。本当に赤方偏移は単なる速度です。つまり、ガスの速度を測定しています。ガンマ線バーストの速度を測定しています。私はその2つが異なっていることを知っています。速度の違いは宇宙の膨張によるものであり、したがってオブジェクト間の距離によるものと想定しています。しかし、ガンマ線バーストが実際に爆発中にこのガスを放出した可能性があります。たとえば、ガンマ線バースト自体とは速度が異なり、それが赤方偏移の違いの理由です。したがって、距離が異なると私に言わせます。つまり、簡単に言えば、2番目の説明は、ガンマ線バーストが非常に高速でガスを放出しているということです。実際には、ガンマ線バーストからガスが放出されているだけの場合、そのガスを測定して銀河と呼んでいます。 。それは現時点ではまだ実行可能なオプションです。それに対する反論は確かです。多くの場合、私たちはガスだけでなく、そのガスをホストしているはずの銀河からの星も特定しているということです。したがって、ガスを放出する必要があるだけでなく、ガンマ線バーストによって銀河を放出する必要があり、想像力が広がり始めます。
つまり、ドア3は重力レンズ効果です。質量のある銀河は、背後にあるオブジェクトを実際よりも視覚的に明るくすることで効果を発揮します。ここには銀河があると思います。質量集中があることはわかっているので、背後にあるオブジェクトの明るさに影響を与え、ガンマ線バーストを他の場合よりもはるかに明るくしている可能性があります。ガンマ線バーストが見られる主な理由は、そこに銀河があるためです。ガンマ線バーストを見るには、そこに銀河が必要です。これは、銀河がなければ見えない選択効果であり、クエーサーが多すぎて、銀河がなくてもクエーサーが十分に明るい可能性があります。そして、おそらくお分かりのように、重力レンズ効果は私が直接取り組んだものではありませんが、フィールドの専門家は、それはありそうな説明ではなく、結果の支配的な説明でもないと私に言っています。
フレーザー：つまり、アイデアが不足しているようなものです。
プロチャスカ博士：はい、私達は確かに誰もが思いつくであろう3つの明白なものを経験しましたが、それらに対してかなり強力な反論があります。別のグループは、クエーサーはガンマ線バーストとはサイズが異なるという、もう1つの第4のアイデアを考え出しました。それがどのように大きな違いをもたらすことができるかについては少し微妙ですが、彼らは言ったでしょう、おそらくそれは説明ですが、私たちと他の人々はこの時点でドア番号4に対して非常に強力な反論を考え出しました。提案された4つのまともなアイデアは、それらに欠点があります。
フレーザー：では次に何をするのですか？もっとデータを探すと思います。
プロチャスカ博士：確かに、私はガスがガンマ線バーストに関連していること、つまりそれがガンマ線バーストから放出されていることを除外したいと思います。確かにそうではないことを証明したいと思います。そのための方法は、ガスに関連する実際の銀河と星を特定することです。そのため、私たちのチームや他のチームの人々が戻って、実際にガスを保持している銀河を探しています。銀河が見つからなかった場合は、ガンマ線バーストによってガスが放出されたという考えがより信頼できると思います。したがって、関連する銀河を研究する際に行うべき作業は確かにあります。同じ行で、銀河にどれだけの質量があるかを推測し、重力レンズ効果仮説をより適切にテストできます。また、ダスト仮説を検証するために銀河にどれだけのダストがあるかを学習できます。遊んでいる間も、ガンマ線バーストに向けて銀河について多くを学び、何かおかしなことが起こっているかどうか、または結果を説明できる他の特性があるかどうかを確認することは確かに必要だと思います。他に行うべき明白なこと、これが行われることは、より多くのガンマ線バーストが発生するのを待って、より多くの視線でその実験を繰り返すことです。そして現在、このNASA Swift宇宙望遠鏡が稼働しています。そこでは、この実験を繰り返すことができるガンマ線バーストが数十から数百、さらに数百得られ、統計的にどれほど重要であるかを非常に正確に把握できます。
フレーザー：あなたが可能だと思う、完全にそこにあるある種のアイデアはありますか？
プロチャスカ博士：それらの線に沿って書かれた論文があると確信しています。今のところ、これは私のお気に入りのオプションにはなりません。しかし、私は科学者であり、現実主義者です。私たちは、この特異な発見があるというメッセージを伝えました。そして、私たちがどのように研究を実施したかを非常に精力的に検討し、私たちは能力を最大限に発揮しました。私はそれを公正に行ったと思います。それはステップ1のようなものです。ステップ2オブザーバーとして、私はそれが得られたら、結果を説明できるようにすべきだと感じています。先ほどお話ししたように、3つのアイデアが浮かび上がりましたが、残念ながら、現時点ではそのようなアイデアはありません。すべてのアイデアを殺すことができ、その結果が次の50回のガンマ線バーストでうまくいく場合、その時点で最初の仮定に戻る必要があります。私たちが知っているように、それらの1つは宇宙論です。私はそれに近いところにいると言っていますが、2年間与えてください。物事が私たちが見ているものと変わらない場合は、ええ、私はあなたの仮定の行のステップ0に戻る必要があると思います大宇宙。
