概要
9月XNUMX日日曜日、 ジュディス・ラクシン 史上最大の宇宙爆発が起こったとき、高エネルギーの天体物理学会議に向かう途中で、上空35,000フィートでした. メリーランド州にある NASA のゴダード宇宙飛行センターの天体物理学者である Racusin 氏は、次のように述べています。 「それは本当に例外的でした。」
爆発は長いガンマ線バーストであり、巨大な瀕死の星が崩壊してブラックホールまたは中性子星になるときに強力なエネルギーのジェットを放出する宇宙イベントです. この特定のバーストは非常に明るいため、フェルミ ガンマ線宇宙望遠鏡は過飽和状態になりました。フェルミ ガンマ線宇宙望遠鏡は、そのようなイベントを観測するために設計された軌道上の NASA 望遠鏡です。 「毎秒非常に多くの光子があったため、彼らは追いつくことができませんでした」と彼は言いました。 アンドリュー・レヴァン、オランダのラドバウド大学の天体物理学者。 バーストは、地球の大気の上層である地球の電離層を 大きく膨らむ 数時間。 「宇宙の半分にある物体から地球の電離圏を変えることができるという事実は、非常に信じられないことです」と彼は言いました。 ダグ・ウェルチ、カナダのマクマスター大学の天文学者。
天文学者はそれを「史上最も明るい」ボートと呼んで、ガンマ線バーストとより一般的な宇宙に関する情報を得るためにそれを絞り始めました。 「今から 10 年後でも、このデータセットから新たな理解が得られるでしょう。 エリック・バーンズ、ルイジアナ州立大学の天体物理学者。 「これが本当に起こったことは、まだ私にはよくわかりません。」
最初の分析では、BOAT が非常に明るい理由が 2.4 つあることが示唆されています。 まず、地球から約 XNUMX 億光年離れた場所で発生しました。これは、ガンマ線バーストにはかなり近い場所です (ただし、銀河のかなり外側にあります)。 また、BOAT の強力なジェットがこちらに向けられた可能性もあります。 この XNUMX つの要因が組み合わさって、これは数百年に XNUMX 回しか発生しないようなイベントになっています。
おそらく最も重要な観察は中国で起こった。 そこでは、四川省にある大型高高度空気シャワー天文台 (LHAASO) が、宇宙からの高エネルギー粒子を追跡しています。 ガンマ線バースト天文学の歴史の中で、研究者はこれらの天体から来る高エネルギー光子を数百個しか見ていません。 ラアソ 5,000を見た この一件から。 「ガンマ線バーストは、基本的にそれらの真上で爆発しました」と彼は言いました。 シルビア・チュー、ハンブルクのドイツ電子シンクロトロン (DESY) の天体物理学者。
これらの検出の中には、18 テラ電子ボルト (TeV) の高エネルギー光子の疑いがありました。これは、以前のガンマ線バーストから見られたものよりも XNUMX 倍高く、大型ハドロン衝突型加速器によって達成可能な最高エネルギーよりも高エネルギーです。 このような高エネルギーの光子は、宇宙の背景光との相互作用によって吸収され、地球に向かう途中で失われたはずです。
では、どうやってここにたどり着いたのですか？ XNUMX 可能性 つまり、ガンマ線バーストに続いて、高エネルギーの光子がアクシオンのような粒子に変換されました。 軸 仮定された軽量粒子であり、 暗黒物質を説明できるかもしれない; アクシオンのような粒子は、わずかに重いと考えられています。 高エネルギー光子は このような粒子に変換されます 内破する星の周りのような強い磁場によって。 アクシオンのような粒子は、広大な空間を妨げられることなく移動します。 私たちの銀河系に到着すると、磁場によって光子に変換され、それが地球に到達します。
最初の発見の翌週、天体物理学者の複数のチームが このメカニズムを提案した 科学プレプリント サイト arxiv.org にアップロードされた論文で。 イタリアの国立天体物理学研究所 (INAF) の天体物理学者で、論文の XNUMX つを共同執筆した Giorgio Galanti は、次のように述べています。 これらの論文の最初の.
しかし、他の研究者は、LHAASO の検出が誤った身元のケースではないかと考えています。 おそらく、高エネルギーの光子はどこか別の場所から来ており、ちょうどいいタイミングで到着したのは単なる偶然です。 「私は非常に懐疑的です」と述べた ミレーナ・クルノゴルチェビッチ、メリーランド大学の天体物理学者。 「私は現在、それがバックグラウンド イベントであることに傾いています。」 (さらに複雑なことに、ロシアの天文台 報告 バーストから来るさらに高いエネルギーの 251 TeV 光子によるヒット。 しかし、それについては「まだ結論が出ていない」と、フェルミ望遠鏡の副プロジェクト科学者である Racusin 氏は述べた。 「私は少し懐疑的です。」）
これまでのところ、LHAASO チームは詳細な観測結果を発表していません。 BOAT を研究するためのグローバルな共同作業を調整しているバーンズは、彼らがそうすることを望んでいます。 「彼らが何を持っているのか非常に興味があります」と彼は言いました。 しかし、彼は、ある程度の警戒が必要な理由を理解しています。 「暗黒物質の証拠を定義する可能性が数パーセントでもあるデータに私が座っているとしたら、現時点では非常に慎重になるでしょう」とバーンズは言いました. 光子が BOAT にリンクできれば、「それは新しい物理学の証拠であり、潜在的に暗黒物質である可能性が非常に高いでしょう」と Crnogorčević 氏は述べています。 LHAASO チームは、コメントの要求に応答しませんでした。
LHAASO のデータがなくても、このイベントから見られる膨大な量の光により、科学者は、ジェット自体に関する主要なパズルを含む、ガンマ線バーストに関する最大の疑問のいくつかに答えることができます。 「ジェット機はどうやって打ち上げるの？ ジェットが宇宙に飛び出すとき、何が起こっているのでしょうか?」 言った タイラー・パルソタン、ゴダードの天体物理学者。 「これらは本当に大きな問題です。」
他の天体物理学者は、BOAT を使用して、超新星爆発時に一部の星だけがガンマ線バーストを生成する理由を確認したいと考えています。 「それは大きな謎の XNUMX つです」と彼は言いました。 イヴェット・センデス、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者。 「それは非常に大きな星でなければなりません。 私たちのような銀河は、おそらくXNUMX万年ごとにガンマ線バーストを発生させます。 なぜこのように稀な個体群がガンマ線バーストを起こすのでしょうか?」
ガンマ線バーストが崩壊した星の中心部でブラック ホールまたは中性子星をもたらすかどうかも未解決の問題です。 BOAT の予備分析は、前者がこの場合に発生したことを示唆しています。 「ジェットには非常に多くのエネルギーがあり、基本的にはブラック ホールでなければなりません」とバーンズ氏は言います。
確かなことは、これが宇宙の出来事であり、非常に多くの生涯にわたって消滅することはないということです. 「これを再び行う機会を得る前に、私たちは皆死んでしまうでしょう」とバーンズは言いました.
