天文学者のアンドリューレヴァンによると、ガンマ線バーストの研究には古い格言があります。「ガンマ線バーストを1つ見たとき、ガンマ線バーストを1つだけ見たことがあります。彼ら ではない 彼は4月16日の記者会見で、まったく異なる種類のGRBの発見について話し合ったと語った。
これらの異常な長期にわたる恒星爆発の3つは、Swift衛星と他の国際望遠鏡を使用して最近発見されました。GRB111209Aという名前の1つは、これまでに観測された最長のGRBであり、持続時間は25,000秒、つまり約7時間です。
「現代史で最も長いガンマ線バーストを観測しました。この出来事は青い巨人の死が原因であると考えています」と、現在この研究を率いるフランス国立科学研究センターに所属する研究者であるブルースジェンドルは述べました。イタリア、フラスカティにあるイタリア宇宙庁の科学データセンター。 「最近の歴史の中で最も強力な恒星爆発を引き起こしました、そしておそらくビッグバンが発生して以来。」
天文学者たちは、これらの3つのGRBは、これらの恒星爆発のこれまで認識されていなかったクラスを表していると述べ、これは私たちの太陽の何百倍もの巨大な星の壊滅的な死から生じます。 GRBは、宇宙で最も明るく神秘的な爆発です。爆風は、X線だけでなく、最も強力な光であるガンマ線のサージを放出し、光学エネルギーと無線エネルギーで観測できる残光を生成します。
Swift、Fermi望遠鏡、およびその他の宇宙船は、1日あたり平均で約1つのGRBを検出します。このタイプのGRBがこれまで検出されなかった理由について、レヴァンは、この新しいタイプは持続時間が長いため、見つけるのは難しいようだと説明しました。
「ガンマ線望遠鏡は通常、急激なスパイクを検出し、あなたはバーストを探します—何本のガンマ線が空から来るか」とレヴァンはスペースマガジンに語った。 「しかし、これらの新しいGRBは、通常の100秒ではなく、10,000秒を超える長期間にわたってエネルギーを放出します。広がっているため、特定するのが難しく、Swiftがリリースされて以来、GBSの画像を空全体に構築することができます。この新しい種類を検出するには、長期間にわたってすべての光を合計する必要があります。」
レヴァンはイギリスのコベントリーにあるウォリック大学の天文学者です。
彼はまた、これらの長期間持続するGRBは、宇宙の過去ではより一般的であったと付け加えました。
伝統的に、天文学者はガンマ線信号の持続時間に基づいて、2種類のGRBを認識してきました。短いバーストは2秒以下で持続し、バイナリシステムでコンパクトオブジェクトの合併を表すと考えられています。最も可能性が高いのは、中性子星とブラックホールです。長いGRBは、数秒から数分の範囲で持続する場合があり、一般的な期間は20〜50秒です。これらの出来事は、太陽の質量の何倍もの星の崩壊と、その結果としての新しいブラックホールの誕生に関連していると考えられています。
「それは非常にランダムなプロセスであり、すべてのGRBは非常に異なって見えます」とレバンは説明会の間に言った。 「それらはすべて、さまざまな期間とさまざまなエネルギーを持っています。この新しいタイプが通常のガンマ線バーストよりも複雑かどうかを確認するには、はるかに大きなサンプルが必要です。」
すべてのGRBは、ほぼ光速で反対方向に物質を推進する強力なジェットを発生させます。星の中や周りの物質と相互作用すると、ジェットは高エネルギーの光のスパイクを生成します。
Gendreと彼の同僚は、2011年12月9日に噴出したGRB 111209Aの詳細な研究を行いました。NASAの風力探査機のKonus装置からのガンマ線データ、SwiftからのX線観測、および欧州宇宙機関のXMM-Newton衛星を使用しています、チリのラ・シーラにあるTAROTロボット観測所からの光学データ。 7時間のバーストは、これまでに記録された最長のGRBです。
別のイベント、GRB 101225Aは2010年12月25日に爆発し、少なくとも2時間高エネルギー放出を引き起こしました。その後「クリスマスバースト」というニックネームが付けられましたが、イベントの距離は不明であり、2つのチームが根本的に異なる物理的解釈にたどり着きました。あるグループは、爆発は小惑星または彗星が私たち自身の銀河内の中性子星に落下することによって引き起こされたと結論付けました。別のチームは、バーストは約35億光年離れた場所にあるエキゾチックなバイナリシステムでの合併イベントの結果であると判断しました。
「クリスマスバーストは観測可能な宇宙の半分以上のはるか遠くで発生し、その結果これらの研究者が想像したよりもはるかに強力であったことがわかりました」とLevan氏は述べています。
ハワイのジェミニ北望遠鏡を使用して、レヴァンと彼のチームは、クリスマスバーストをホストしたかすかな銀河のスペクトルを取得しました。これにより、科学者は酸素と水素の放出線を特定し、これらの線が実験室での外観と比較してより低いエネルギーにどれだけ変位したかを特定できました。天文学者には赤方偏移として知られているこの違いにより、バーストは約70億光年先にあります。
Levanのチームは、111209Aと最近のバースト121027Aも調べました。バーストは2012年10月27日に爆発しました。すべて同じようなX線、紫外線、発光を示し、すべてが活発に星を形成していたコンパクト銀河の中央領域から発生しました。天文学者たちは、3つすべてのGRBが新しいタイプのGRBを構成しており、これを「超ロング」バーストと呼んでいます。
「非常に長いGRBは非常に大きな星から生まれます」とレバンは言いました、「おそらく木星の軌道と同じくらい大きいでしょう。星の端からブラックホールに落下する物質はさらに落下する必要があるため、そこに到達するまでに時間がかかります。そこに到達するのに時間がかかるため、ジェットに長時間電力を供給し、星から抜け出す時間が与えられます。」
レヴァン氏は、ウルフ・レイエットの星は説明に最もよく当てはまると述べた。 「彼らは太陽の25倍以上の質量で生まれますが、非常に熱く燃えるため、水素の深い最外層を、私たちが恒星風と呼ぶ流出として追い払います」と彼は言った。星の大気を取り除くと、ブラックホールを形成するのに十分な大きさのオブジェクトが残りますが、粒子ジェットが長いGRBの典型的な時間にドリルスルーするのに十分なほど小さいオブジェクトが残ります。
ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者であるジョングラハムとアンドリューフルクターは、これらの青い超巨星には、天文学者が金属と呼ぶヘリウムよりも重い元素が比較的適度に含まれていると詳細を述べました。これは明らかなパズルのピースに適合します。これらの超長GRBは、水素とヘリウム以外の微量の元素しか含まない低金属性環境に対して強い本質的な好みを持っているようです。
「高メタリシティの長期GRBは存在しますが、まれです」とGraham氏は述べています。 「それらは、低金属性事象の（星形成の単位あたりの）約1/25の割合で発生します。私たち自身の銀河でこのタイプのGRBが発生する可能性は以前に考えられていたよりもはるかに低いため、これは地球上で私たちにとって良いニュースです。」
天文学者たちは火曜日、テネシー州ナッシュビルで開催された2013年ハンツビルガンマ線バーストシンポジウムで発見を議論しました。この会議は、アラバマ大学ハンツビル校とNASAのスイフトおよびフェルミガンマ線宇宙望遠鏡ミッションによって部分的に後援されました。ジェンドルの調査結果は、3月20日号のThe Astrophysical Journalに掲載されています。
論文：「超長ガンマ線バースト111209A：青い超巨星の崩壊？」 B.ジャンル他
論文：「LGRBのメタル嫌悪」 J. F. GrahamおよびA. S. Fruchter。
出典：Teleconference、NASA、ウォリック大学、CNRS
