4 月 28 日の朝、新しく建設された電波望遠鏡がブリティッシュ コロンビア州の静かな空を監視していたとき、すべてを変える閃光が捉えられました。望遠鏡の役割の 1 つは、高速電波バーストを探すことでした。これは、それまで常に遠方の銀河から発生していたミリ秒単位のブリップです。何がこのような短い電波の爆発を引き起こすのか、誰も確実に知りませんでした.
カナダの水素強度マッピング実験 (CHIME) は、2018 年 7 月にオンラインになって以来、すでに数百の高速電波バーストを発見していました。通常のバーストは、機器の 2 ～ 5 個のアンテナで見られる可能性があります。このバーストは 93 を引き起こしました。「それは私たちの望遠鏡をクリスマス ツリーのように照らしました」と、トロント大学の天文学者であり、CHIME チームのメンバーである Paul Scholz は言いました。
ショルツと彼の同僚は、フラッシュが非常に明るいという理由だけでなく、バーストが近くにあるに違いないことにすぐに気付きました。フレアは、天の川の天体が X 線を放出していた空の一部から発生したように見えました。この一致は強力であり、確認されれば、天文学者は高速電波バーストの原因を突き止めることができるでしょう.
しかし、問題がありました。バーストは、当時 CHIME が直接監視していた空の一部から遠く離れていました。そのため、チームはその絶対的な明るさを正確に読み取ることができませんでした。その情報がなければ、バーストが真の高速電波バーストとみなされるほど強力であるかどうかをすぐに判断することはできませんでした.確かに、それは短く明るいものでしたが、非常に近くにあったため、その明るさは予想されていました.それは単なる通常の低エネルギーのげっぷであり、大規模な噴火についての手がかりはありません.
ショルツはすぐに The Astronomer's Telegram にメッセージを送信しました 世界中の他の望遠鏡に警告します。カリフォルニア工科大学に拠点を置く天文学者は、アラートを見て、自分のデータをすばやくスキャンしました。いつでも空の小さな塊を見ている CHIME とは異なり、カリフォルニア工科大学の一時天体電波放射 2 (STARE2) 望遠鏡の調査では、一度に空全体を観察できるため、カリフォルニア工科大学のチームはバーストが非常に強力であることをすぐに確認できました。ほんの一瞬、発信源から発せられた電波は太陽と同じくらい明るいものでした。これにより、研究者は大まかな計算を迅速に行い、バーストが銀河系外の高速電波バーストに匹敵することを確認することができました。
その後、天文学者は以前に知られていた発生源に目を向けました。マグネターと呼ばれる恒星コアの超高密度で急速に回転し、高度に磁化された燃えがらです。たった 1 つの幸運な発見で、高速電波バーストがどこから来るのかという謎が解けたように見えました。オランダ電波天文学研究所とアムステルダム大学のジェイソン・ヘッセルズ氏は、「非常に印象的な手がかりを得て、パズルの大部分が突然解決されたように見えることはめったにありません」と述べています。 「通常、私たちはそのような大きな飛躍を遂げるのではなく、問題を少しずつ取り除いています。」
犯人を手にしたことで、天文学者は現在、重要な物理学を正確に特定することに集中することができます。過去 1 か月間、理論家がマグネターがどのようにしてこのような輝かしい電波の閃光を発射するのかを推測したため、論文の洪水が発生しました。マグネターは、強力なフレアで荷電粒子を爆破することによってプロセスを開始する可能性があります。しかし、天体物理学者たちは、そのフレアがどのようにして電波バーストを発生させるのかについて正確に議論しています。 Hessels 氏によると、それは魔術師を特定し、彼らのトリックの背後にある秘密を解読しようとするのと似ています。
バーストバーストの仕組み
天文学者は、高速電波バーストを説明するために約 50 の個別の理論をまとめました。アイデアには、ブラック ホールの蒸発、宇宙のひもの切れ、異星文明の推進システムなど、さまざまな野生のシナリオが含まれます。
しかし、検出数が増加するにつれて、科学者は他の説明よりも 1 つの説明を支持するようになりました。マグネターです。コロンビア大学の天体物理学者であるブライアン・メッツガーは、「ある種の磁化された中性子星から来ていると本当に叫んでいるそれらの特性の数だけがありました.たとえば、高速電波バーストの波は高度に偏極しており、強い磁場から発生していることを示唆しています。それらの持続時間が短いことは、それらが比較的小さな天体物理学的物体から来ていることを意味します。そして、それらはかなりのエネルギー貯蔵庫によって動かされなければなりません.
しかし、懐疑論者は、もしマグネターが発生源であるなら、私たち自身の銀河系内で高速電波バーストを見るべきだと主張しています.このバーストで、私たちは持っています。マグネターモデルに取り組んできた Metzger 氏は、「ある意味で、これは大きな救いです。 「これは、私が数年間の仕事を捨てていないことを意味します。」
現在の課題は、マグネターがどのように電波の短いバーストを生成するかを正確に特定することです。多くのアイデアは、しばしば電子と陽電子のペアの形でエネルギーのフレアを放出するマグネターから始まります。これらのフレアは、2 つの広範なメカニズムのいずれかを介して電波を生成することができます。1 つは磁気圏 (マグネターを取り巻く強力な磁場) 内で発生し、もう 1 つはそれをはるかに超えて発生します。最初のシナリオでは、エネルギーのフレアは磁力線を介して星の地殻に固定されたままです。地殻が絶え間なく動き回ると、これらの磁場がねじれて回転し、より単純な状態にスナップして、すぐにレーザーのような電波の閃光を放出します。
Metzger と彼の同僚が昨年発表した 2 番目のシナリオでは、エネルギーのフレアが磁気圏を脱出し、マグネターの半径の最大 100 万倍という長い距離を移動します。ここで、マグネターを取り囲む古い破片に食い込み、衝撃波を発生させます。その衝撃は外側に移動し、前方の磁化されたプラズマを圧縮し、後方に磁場を構築します。次に、電子が衝撃波面によって一掃されると、電子は磁場の周りを回転し始めます。これは、別のレーザーのような電波の閃光を放出するダンスです。このモデルは重要な予測を行います。電波放射を生成するのと同じ衝撃が電子を加熱し、X 線を放出させるはずです。実際、このバーストは、電波よりも X 線の方が 100,000 倍のエネルギーを放出するはずです。
しかし、遠方の銀河からのみ高速電波バーストが発生した場合、この予測を確認することは不可能です。単純な理由？ X 線望遠鏡は、電波望遠鏡ほど感度が高くありません。そのすべての X 線エネルギーでさえ、私たちにはまだ見えません.
バーストが私たちの宇宙の裏庭にあるときはそうではありません.この新しいバーストの完全な X 線分析により、メッツガーの予測と完全に一致する膨大な量の X 線放射が放出されたことがわかりました。 「このモデルがうまく機能することに驚いています」と Metzger 氏は言います。 「それはあなたにちょっとした刺激を与え、『多分これは私の時間の価値がある』と言います。」
マグネターのアトラクション
単一のイベントだけでは、すべての高速電波バーストがマグネターに由来することを証明することはできませんが、カリフォルニア工科大学の天文学者である Vikram Ravi は、バーストのさまざまな動作の可能性を説明するために、他の天体を引き合いに出す理由はないと考えています。そして、この発見以前からマグネターを示していた多くの証拠を考えると、さまざまな種類のマグネターが、私たちが目にする多くの種類の高速電波バーストを説明できると仮定するのがもっともらしいと Metzger は指摘します。たとえば、繰り返される高速電波バーストは、磁場が銀河系のものよりもはるかに強い、若くてアクティブなマグネターから発生する可能性があります。
このリンクは、高速電波バーストを使用して遠い宇宙のマグネターを特定できることを意味し、科学者がこれらの極端な天体の人口調査を行い、それらの起源をより適切に説明できるようにします。私たちの銀河系では、マグネターが華麗な超新星爆発で形成されるのではないかと考えられています。しかし、巨大な星のない銀河でそれらが見られるようになると、2 つの中性子星の衝突など、マグネターを作成するためのよりエキゾチックな方法が示される可能性があります。
しかし、最初に、科学者は近くのマグネターに目を光らせ、別の驚くほど近いバーストが見られることを期待しています.マグネター接続はまったく驚くべきことではありませんでしたが、彼らはさらに多くの例でそれを確認したいと考えています. 「『オーマイゴッド、それは本当に本当だ』という意味で、今でもショックを受けています」とヘッセルズは言いました。 「紙に書かれたいくつかの方程式と、それが実際に現実であることに直面すること、それを証明したこととの間には大きな違いがあります。」
この記事はに転載されました Wired.com <私>。
