約1億3000万年前、遠く離れた銀河で2つの中性子星が衝突しました。このイベントは現在、レーザー干渉計重力波天文台（LIGO）と乙女座のコラボレーションによる重力波の5番目の観測であり、2つのブラックホールの衝突が原因ではないことが最初に検出されました。
しかし、このイベント（キロノバと呼ばれます）はまた別の何かを生み出しました：複数の波長にわたる光。
史上初めて、天体現象は重力波を通して観測され、その後望遠鏡で観測されました。信じられないほどの共同作業により、世界中の70を超える望遠鏡で100の機器を使用している3500人以上の天文学者が、LIGOとVirgoの共同作業の物理学者と協力しました。
科学者たちはこれを「マルチメッセンジャー天文学」と呼んでいます。
「まとめると、これらすべての観察結果は、それらの部分の合計よりも大きくなります」と、今日のブリーフィングでのLIGOの副スポークスマンであるLaura Cadonatiは述べました。 「私たちは今、宇宙の物理学について、私たちの構成要素について、誰もこれまでやったことのない方法で学んでいます。」
「超新星爆発の仕組み、金や他の重元素の生成方法、体内の核の仕組み、さらには宇宙の膨張の速さについての洞察を得ることができます」とロチェスター工科大学のマヌエラカンパネッリは述べています。 「マルチメッセンジャー天文学は、古い方法と新しい方法を組み合わせる方法を示しています。天文学のやり方が変わりました。」
中性子星は、ずっと前に超新星として爆発した巨大な星の砕かれた残りのコアです。 NGC 4993と呼ばれる銀河の中で互いに近くに位置する2つの星は、太陽の質量の8〜20倍の間で始まりました。その後、それぞれの超新星が、直径約10マイル（都市の大きさ）まで凝縮されました。これらは完全に中性子で構成された星であり、サイズと密度が通常の星とブラックホールの中間にあります。中性子星の材料の小さじ1億は、10億トンの重さです。
彼らは宇宙のダンスでお互いの重力が衝突するまでお互いの周りを回転しました。その衝突は天文学的な比率の火の玉を生み出し、その出来事の影響は1億3000万年後に地球に到達しました。
「この出来事は1億3千万年前に起こったものでしたが、このことは2017年8月17日の日食の直前に地球上でしかわかりませんでした」とラスクンブレ観測所のアンディハウエルは記者会見で本日述べました。 「私たちはずっとこの秘密を守ってきたので、これから破綻します！」
EDTの午前8時41分、LIGOとVirgoは時空の重力波の波紋の初期の揺れを感じました。わずか2秒後、NASAのフェルミ宇宙望遠鏡によってガンマ線の明るい閃光が検出されました。これにより、研究者は波の到来方向をすばやく特定できました。
天文学者テレグラムに警告されて、世界中の何千もの天文学者が観測を行い、中性子星の合併から追加のデータを収集し始めました。
このアニメーションは、LIGO、Virgo、および宇宙ベースと地上ベースの望遠鏡が、2017年8月17日、LIGOとVirgoによって検出された重力波の位置にズームインした様子を示しています。科学者は、フェルミおよびインテグラル宇宙ミッションのデータとLIGOおよび乙女座のデータを組み合わせることにより、波の発生源を30平方度の空のパッチに限定することができました。可視光望遠鏡はその地域の多数の銀河を探索し、最終的にNGC 4993が重力波の発生源であることを明らかにしました。 （このイベントは後にGW170817と指定されました。）
「このイベントは、これまでに検出されたすべての重力波の中で最も正確な空の定位を持っています」と乙女座のコラボレーションのスポークスパーソンであるJo van den Brandは声明で述べました。 「この記録の精度により、天文学者はフォローアップ観察を行うことが可能になり、膨大な結果がもたらされました。」
これは、アインシュタインが予測したように、光と重力波が光速に近い速度で同じ速度で移動するという最初の実際の証拠を提供します。
非常に小さいものから最もよく知られているものまで、観測所が関与し、すぐに観測を行いました。最初は明るいものでしたが、イベントは6日も経たないうちに消えていきました。ハウエル氏によると、最初の数時間で観測された光は太陽よりも200万倍明るいが、その後数日で消えていった。
チリアンデスのセロトロロアメリカンオブザーバトリーのブランコ4メートル望遠鏡に搭載されたダークエネルギーカメラ（DECam）は、イベントの発生源を特定するのに役立つ機器の1つでした。
「LIGOコラボレーションが新しい観測トリガーを発行するたびに私たちが直面する課題は、急速に衰退しており、最初は気絶している可能性があり、そこのどこかにあるソースをどのように検索するかです」とMarcelle Soares-Santosは述べました。 、説明会でブランダイス大学から。彼女は重力波に関連する光信号を説明する論文の最初の著者です。 「針が遠くにあり、干し草の山が動いているという複雑さが加わって、干し草の山から針を見つけるという古典的な課題です。」
DECamを使用すると、元の銀河をすばやく特定し、干し草の山に存在していた他の1,500の候補を除外することができました。
「これらの「針」のように見えるものは非常に一般的であるため、適切なものがあることを確認する必要があります。今日、私たちは確かにいる」とソアレス-サントスは付け加えた。
非常に小さな部門では、PROMPT（パンクロマティックロボット光学監視および偏光測定望遠鏡）と呼ばれる小さなロボット16インチ望遠鏡（アリゾナ大学の天文学者デイビッドサンドが「基本的にはアマチュアの望遠鏡」で説明した）も決定に役立ちました起源。サンド氏によれば、これは小さな望遠鏡でもマルチメッセンジャー天文学で活躍できることを証明しているという。
よく知られているのは、ハッブルと、Swift、Chandra、Spitzerのミッションなど、NASAおよびESAの宇宙観測所です。ハッブルは可視光と赤外光で銀河の画像を撮影し、NGC 4993内で新星よりも明るいが超新星よりも暗い新しい明るい物体を目撃しました。画像は、物体がハッブル観測の6日間にわたって著しく色あせていることを示していました。また、ハッブルの分光機能を使用して、光速の5分の1の速さでキロノバが物質を放出している兆候を発見しました。
「これは天体物理学の革新的な手段です」とハウエルは言いました。 「アインシュタインが重力波を理論化してから100年後、私たちはそれらを見て、それらをその源までたどって、私たちがかつて夢見ていた種類の新しい物理学の爆発を見つけました。」
マルチメッセンジャー天文学を使用して、この単一のイベントが作成した洞察のほんの一部を次に示します。
*ガンマ線：これらの閃光は現在、中性子星の合体に明確に関連しており、科学者が超新星爆発がどのように機能するかを理解するのに役立つと、同じくロチェスター工科大学とLIGOチームのメンバーであるRichard O’Shaughnessyは説明しました。 「初期のガンマ線測定と重力波検出を組み合わせることで、アインシュタインの一般相対性理論がさらに確認され、重力波は光速で移動することが予測されます」と彼は述べた。
*ゴールドとプラチナのソース：「これらの観察は周期表の最も重い元素の直接の指紋を明らかにします」とブリーフィングで述べたハーバード・スミソニアン天体物理学センターの江戸バーガーは言いました。 「2つの中性子星の衝突により、金とプラチナだけで地球の10倍の質量が生成されました。これらの材料がこのイベントから飛び出して、最終的に他の要素と結合して星、惑星、生命…そして宝石を形成する方法について考えてください。」
ベルガーは、他に考えるべきことを追加しました。これらの星の元々の超新星爆発は、鉄とニッケルまでのすべての重元素を生成しました。次に、この1つのシステムのキロノバで、重元素の周期表がどのようにして生まれたかの完全な履歴を見ることができます。
ハウエル氏は、重元素のシグネチャをスペクトルに分割すると、虹を作成すると述べました。 「それで、虹の終わりに金の壺がありました。少なくともキロノバの虹がありました」と彼は冗談を言った。
*核物理学の天文学： 「最終的に、この発見のようなより多くの観察は、私たちの体の核がどのように機能するかを私たちに教えてくれます」とO'Shaughnessyは言いました。 「中性子星に対する重力の影響は、中性子の大きなボールがどのように振る舞うか、そして中性子と陽子の小さなボールが推論によってどのように振舞うかを私たちに教えてくれます。そして
* 宇宙学：-「科学者は、明るい光のフレアを含む銀河までの距離と、重力波の観測から推測された距離を比較することで、宇宙が拡大する速さを独立して測定できるようになりました」とO’Shaughnessyは述べています。
「重力波と光の両方で同じイベントを研究する能力は、天文学の真の革命です」とCfAの天文学者トニー・ピロは言いました。 「完全に異なるプローブで宇宙を研究できるようになりました。これは、どちらか一方では決して知ることができなかったことを教えてくれます。」
「私にとって、このイベントが素晴らしかったのは、重力波を検出しただけでなく、世界中の70の観測所から見た電磁スペクトル全体に光が見られたということです」ブリーフィング。 「コスモスが音声付きの映画に相当するものを私たちに提供したのはこれが初めてです。ビデオはさまざまな波長にわたる観測天文学であり、音は重力波です。」
出典：ラスクンブレス天文台、ハッブル宇宙望遠鏡、ロチェスター工科大学、Kilonova.org、CfA、プレスブリーフィング。
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