画像クレジット：ESO
ガンマ線バーストは、宇宙で最大の爆発の一部です。数秒で、太陽が100億年で作り出すよりも多くのエネルギーを生成できます。これは、超新星と呼ばれる超大質量星が崩壊したときに引き起こされると考えられています。欧州南天天文台の天文学者は、ポラリメトリと呼ばれる手法を使用して最近のバーストの残光を追跡し、爆発の形状を追跡できました。球形の爆発の場合、光の極性はランダムになりますが、時間の経過とともに広がるガスが噴出してガスが流れ出していることがわかりました。
「ガンマ線バースト（GRB）」は確かに天体物理学で知られている最も劇的なイベントの1つです。これらのエネルギッシュなガンマ線の短い閃光は、1960年代後半に軍事衛星によって最初に検出され、1秒未満から数分続きます。
GRBは非常に大きな（「宇宙論的」）距離にあることがわかっています。このようなイベント中に数秒で放出されるエネルギーは、1億万年以上の全寿命の間に太陽のエネルギーよりも大きくなります。 GRBは、宇宙で知られているビッグバン以来、実際に最も強力なイベントです。 ESO PR 08/99およびESO PR 20/00。
過去数年の間に、GRBがいわゆる超新星と呼ばれる非常に巨大な星の崩壊を示す状況証拠が高まっています。これは、数か月前にESOの超大型望遠鏡（VLT）でFORS装置を使用して、ガンマ線バーストGRBの光源（「光学的残光」）のスペクトルの変化を前例のない詳細で記録したときに、ついに実証されました。 030329（ESO PR 16/03を参照）。この機会に宇宙ガンマ線バーストと非常に大規模な星の爆発の間の決定的で直接的なリンクが提供されました。
ガンマ線バーストGRB 030329は、2003年3月29日にNASAのHigh Energy Transient Explorer宇宙船によって発見されました。 Paranal Observatory（チリ）の8.2 mのVLT KUEYEN望遠鏡でのUVESスペクトログラフによる追跡観察では、バーストに0.1685の赤方偏移があることが示されました[1]。これは約26億5000万光年の距離に相当し、GRB 030329がこれまでに検出された2番目に近い長時間のGRBになります。 GRB 030329が近接しているため、非常に明るい残光が放出され、これまでの残光の最も広範囲な追跡観察が可能になりました。
Max-Planck-Institut f？r extraterrestrische Physik（ドイツ）のJochen Greinerが率いる天文学者のチーム[2]は、このユニークな機会を利用して、GRB 030329の残光の偏光特性を研究することに決めました。爆発。
GRBの発生源である超新星は実際には非常に遠くにあるため、未解決の光の点としてしか見ることができません。したがって、空間構造を調べるために、天文学者はトリックに頼らなければなりません：偏光測定（ESO PR 23/03を参照）。
偏光測定は次のように機能します。光は特定の方向（平面）で振動する電磁波で構成されます。光の反射または散乱は、電界と磁界の特定の方向を他の方向よりも優先します。これが、偏光サングラスが池で反射する太陽光のきらめきを取り除くことができる理由です。
ガンマ線バーストの放射は、いわゆるシンクロトロン放射として、秩序立った磁場で生成されます[3]。超新星が球対称である場合、電磁波のすべての方向が等しく存在し、平均化されるため、正味の分極はありません。ただし、ガスが対称的に噴出されずにジェットに噴出されると、わずかな正味の偏光が光に刻印されます。ジェットの開き角度が時間とともに広がるため、この正味の分極は時間とともに変化し、エミッションコーンの異なる部分が表示されます。
したがって、ガンマ線バーストの残光の偏光特性を研究することで、基礎となる空間構造と、放射線が生成される領域の磁場の強さと方向についての知識を得ることができます。 「そして、これを長期間にわたって行うと、残光が消え、進化するにつれて、ガンマ線バースト研究のためのユニークな診断ツールが提供されます」とJochen Greiner氏は言います。
GRBの光学残光の偏光の以前の単一の測定は存在しますが、時間の経過に伴う偏光の進化についての詳細な研究はこれまで行われていません。これは確かに非常に厳しい作業であり、最大の望遠鏡の非常に安定した計器と十分な明るい光学的残光でのみ可能です。
GRB 030329が検出されるとすぐに、天文学者のチームは、VLT ANTU望遠鏡の強力なマルチモードFORS1装置に目を向けました。彼らは、38日間にわたって31の偏光測定結果を取得し、初めて光ガンマ線バースト残光の偏光の経時変化を測定できるようにしました。このユニークな一連の観測データは、リモートオブジェクトの物理的な変化を卓越した詳細で記録します。
彼らのデータは、38日間にわたって0.3〜2.5％のレベルで分極が存在し、時間と時間スケールで強度と方向が大きく変動することを示しています。この特定の動作は、主要な理論のいずれによっても予測されていません。
残念ながら、このGRB残光の非常に複雑な光度曲線は、それ自体は理解されていないため、既存の偏光モデルを直接適用することはできません。 「ジェットの方向と磁場の構造を導き出すことは、私たちが当初考えていたほど単純ではないことがわかりました」と、チームの別のメンバーであるオラフレイマーは述べています。 「しかし、残光の光度曲線の滑らかな段階でさえ、偏光特性の急激な変化は残光理論への挑戦を提供します。」
「おそらく」とJochen Greiner氏は付け加えます。「全体的な低レベルの分極は、平行方向と垂直方向の磁場の強さが10％を超えて変化していないことを示しているため、移動する物質と強く結合している磁場を示唆しています。これは、爆発する星から残った大規模なフィールドとは異なり、ガンマ線に高レベルの偏光を生成すると考えられています。」
元のソース：ESOニュースリリース
