M15には二重中性子星系があり、最終的には激しく融合します。画像クレジット：NOAOクリックして拡大
ガンマ線バーストは宇宙で最も強力な爆発であり、大量の高エネルギー放射線を放出します。何十年もの間、その起源は謎でした。科学者たちは現在、ガンマ線バーストを生成するプロセスを理解していると信じています。しかし、ハーバードスミソニアン天体物理学センター（CfA）とその同僚であるSimon Portegies Zwart（オランダの天文研究所）およびStephen McMillan（ドレクセル大学）のJonathan Grindlayによる新しい研究は、これまで見過ごされてきたガンマ線のソースを示唆しています光線バースト：球状星団内での恒星の遭遇。
「私たちが観測するすべての短いガンマ線バーストの3分の1は、球状星団で中性子星が合流することから生じる可能性があります」とGrindlay氏は述べています。
ガンマ線バースト（GRB）には、2つの異なる「フレーバー」があります。一部は1分以上続くこともあります。天文学者は、巨大な星が超新星で爆発したときにそれらの長いGRBが生成されると信じています。他のバーストは、ほんの一瞬だけ続きます。天文学者は、短いGRBが2つの中性子星、または中性子星とブラックホールの衝突から生じると理論付けています。
ほとんどの二重中性子星系は、すでに互いに軌道を回っている2つの巨大な星の進化から生じます。自然の老化プロセスにより、両方が中性子星になり（それらが特定の質量で始まる場合）、それらが合流してガンマ線バーストを放出するまで数百万または数十億年にわたって渦巻く。
Grindlayの研究は、短いGRBのもう1つの潜在的な発生源である球状星団を指摘しています。球状星団には、宇宙で最も古い星のいくつかが、わずか数光年にわたって狭い空間に詰め込まれています。そのような厳しい四半期は多くの恒星の出会いを引き起こし、そのいくつかは星の交換につながります。星の伴侶を持つ中性子星（白い矮星や主系列星など）がそのパートナーを別の中性子星と交換すると、結果として生じる中性子星のペアが最終的に一緒に渦巻き状に衝突し、ガンマ線バーストを作成します。
「球状星団のいたるところに、ミリ秒のパルサーの形で1つの中性子星を含むこれらの前駆体システムが見られます」とGrindlay氏は述べています。 「さらに、球状クラスターは非常に密集しているため、多くの相互作用があります。それは二重中性子星系を作る自然な方法です。」
天文学者は約300万回のコンピューターシミュレーションを実行して、球状星団で二重中性子星系が形成できる頻度を計算しました。銀河の歴史の中で形成された数、およびシステムが融合するのにかかるおよその時間を知って、彼らは、球状星団の連星から予想される短いガンマ線バーストの頻度を決定しました。彼らは、私たちが観察するすべての短いガンマ線バーストの10〜30％がそのようなシステムから生じる可能性があると推定しています。
この推定では、最近のGRBの観測で明らかになった奇妙な傾向が考慮されています。合併、いわゆる「ディスク」中性子星連星からのバースト-一緒に形成されて一緒に死んだ2つの巨大な星から作成されたシステム-は、球状星団連星からのバーストよりも100倍頻繁に発生すると推定されています。それでも、正確に配置された少数の短いGRBは、球状星団に期待されるように、銀河のハローと非常に古い星から来る傾向があります。
「ここには大きな簿記の問題があります」とGrindlayは言いました。
差異を説明するために、Grindlayは、ディスクバイナリからのバーストは、より少ない方向から見える狭い範囲の爆風で放射を放出する傾向があるため、発見が困難になる可能性が高いと示唆しています。より狭い「ビーミング」は、その誕生の瞬間から一緒にされている連星で期待されるように、スピンが軌道と整列している星の衝突から生じる可能性があります。新たに加わった星は、ランダムな方向を向いており、合体するとより大きなバーストを放出する可能性があります。
「より短いGRBはおそらくディスクシステムに由来します。それらすべてが表示されるわけではありません」とGrindlay氏は説明します。
最近、ガンマ線衛星によって正確に配置されている短いGRBはわずか6ダースにすぎず、徹底的な研究が困難になっています。より多くの例が収集されるにつれて、短いGRBのソースがはるかによく理解されるようになります。
この発見を発表した論文は、Nature Physicsの1月29日号のオンライン号に掲載されました。これは、http：//www.nature.com/nphys/index.htmlからオンラインで、またはhttp://arxiv.org/abs/astro-ph/0512654からプレプリント形式で入手できます。
マサチューセッツ州ケンブリッジに本社を置くハーバードスミスソニアン天体物理学センター（CfA）は、スミソニアン天体物理天文台とハーバードカレッジ天文台の共同研究機関です。 CfAの科学者は、6つの研究部門に編成され、宇宙の起源、進化、究極の運命を研究しています。
元のソース：CfAニュースリリース
