スターライフシーケンス、ブラックホールの形成で終了します。画像クレジット：Nicolle Rager Fuller / NSFクリックして拡大
ビッグバンからほんの数億年後、巨大な星が燃料を使い果たし、ブラックホールとして崩壊し、ガンマ線が爆発して爆発しました。この壊滅的な出来事からの放射線は地球に到達したばかりであり、天文学者はそれを使って宇宙の最も初期の瞬間を振り返っています。 GRB 050904という名前のバーストは、2005年9月4日にNASAのSwift衛星によって観測されました。このバーストの異常な点の1つは、500秒間続いたということです。ほとんどはその時間のほんの一部で終わりました。
それは、これまでに検出された中で最も遠い爆発である可視宇宙の端から来ました。
今週のNature号では、ペンシルベニア州立大学の科学者と米国およびヨーロッパの同僚が、2005年9月4日に検出されたこの爆発が、巨大な星がブラックホールに崩壊した結果であると語っています。
爆発はガンマ線バーストと呼ばれ、ビッグバンから約5億から10億年後の、星と銀河が最初に形成された直後の時代から発生します。宇宙は現在137億年前なので、9月のバーストは初期宇宙の状態を調べるためのプローブとして機能します。
「これは速く生き、若くして死んだ巨大な星でした」とペンシルバニア州立大学の天文学と天体物理学の教授であり、今週ネイチャーで発表されたこの爆発に関する3つのレポートの1人の共著者であるデビッドバロウズは述べました。 「この星はおそらく、私たちが今日目にする種類とはかなり異なっていました。この種類は、初期の宇宙にしか存在しえなかったでしょう。
発見された日付にちなんでGRB 050904と名付けられたこのバーストは、ペンシルバニア州が運用するNASAのSwift衛星によって検出されました。スイフトはバースト座標を提供し、他の衛星や地上の望遠鏡がバーストを観測できるようにしました。バーストは通常10秒しか持続しませんが、残光は数日間残ります。
GRB 050904は地球から130億光年発生しました。つまり、光が到達するまでに長い時間がかかったため、130億年前に発生しました。科学者は120億光年以上離れた数個の物体しか検出していないため、最大の望遠鏡の範囲を超えて宇宙を理解する上でバーストは非常に重要です。
「バーストは10億の太陽よりも明るいため、多くの望遠鏡がそのような非常に遠くからでもそれを研究することができました」とそのバロウズ氏は述べました。 、および紫外/光学波長、それぞれ。バロウズ氏は、スウィフトのX線望遠鏡の主任科学者です。
Swiftチームは、GRB 050904にいくつかのユニークな機能を発見しました。バーストは長く（約500秒続きました）、バーストのテールエンドは複数のフレアを示しました。これらの特性は、一部の科学者が考えているように、新しく作成されたブラックホールがすぐには形成されなかったことを意味しますが、むしろ、より長い無秩序なイベントでした。
バロウズ氏によると、ガンマ線バーストが近いほどフレアは大きくなく、初期のブラックホールが現代とは異なって形成された可能性がある。違いは、最初の星が現代の星よりも重いためでした。または、最初の星が水素とヘリウム（ビッグバンで作成された）をより重い元素に変換し始めた初期宇宙の環境の結果である可能性もあります。
地上の望遠鏡のデータによると、GRB 050904は実際に、新しく作成された重い要素のヒントを示しています。この発見は、東京工業大学の川合信行率いる日本人グループによる2番目のNature記事の主題です。
GRB 050904はまた、時間の膨張を示しました。これは、地球上で光が私たちに届くまでに130億年の間に宇宙が大幅に拡大した結果です。この拡張により、バーストで放出されたときよりもはるかに赤く光るように見え、バーストの内部クロックと比較して、時間の認識も変化します。
これらの要因は科学者の好意で働いた。ペンステートチームは、イベントの開始から約2分後にスウィフトの楽器をバーストさせました。しかし、バーストはスローモーションであるかのように進化しており、バーストの開始からわずか23秒しかありませんでした。そのため、科学者は非常に早い段階でバーストを確認できました。
他の1つのオブジェクト（クエーサー）だけが、より遠くで発見されました。しかし、クエーサーは何十億もの星を含む超大質量ブラックホールですが、このバーストは単一の星からのものです。 GRB 050904の検出により、大規模な星が最も古いクエーサーと混ざったことが確認されました。理論家たちは、おそらく最初の星からの遠く離れた星のさらに多くの爆発が、Swiftや他の世界クラスの望遠鏡による観測の組み合わせによって研究できることも確認しています。
スイフト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ニールゲールス氏は、「宇宙の端からかすかなバーストを探すようにSwiftを設計しました」と語った。 「これで1つになり、魅力的です。最初に、時間の初めから個々の星について学ぶことができます。きっともっともっとたくさんあるでしょう。」
Swiftは2004年11月に発売され、2005年1月までに完全に稼働しました。Swiftには、バーストアラート望遠鏡、X線望遠鏡、および紫外/光学望遠鏡という3つの主要な機器が搭載されています。スウィフトのガンマ線検出器であるバーストアラート望遠鏡は、迅速な初期位置を提供します。主にグリーンベルトのNASAゴダード宇宙飛行センターとロスアラモス国立研究所によって建設され、GSFCで建設されました。 SwiftのX線望遠鏡とUV /光学望遠鏡は、ペンシルバニア州を中心とする国際チームによって開発および構築され、以前の宇宙ミッションでの各機関の経験に重点を置いていました。 X線望遠鏡は、ペンシルバニア州のイギリスのレスター大学およびイタリアのブレラ天文台との協力の結果として生まれました。紫外/光学望遠鏡は、ペンシルバニア州立大学とロンドン大学マラード宇宙科学研究所との共同研究の結果生まれました。これらの3つの望遠鏡は、Swiftが非常に速く回転してガンマ線信号の発信元を指すことができるため、ほとんどのガンマ線バーストのほぼ即時の追跡観察を行う能力をSwiftに提供します。
元のソース：PSUニュースリリース
