深宇宙からの謎の信号が、失敗した宇宙噴火の余波を明らかにする

深宇宙からの謎の信号が、失敗した宇宙噴火の余波を明らかにする

宇宙を研究するとき、私たちは通常、私たちの太陽系や、何か特別な出来事が起こった際に時折私たちの注目を集める遠く離れた銀河のような、長寿命の天体について語ります。しかし時折、宇宙は私たちに、科学者が理解できないほど遠く離れた、あまりにも短命で短時間のエネルギーバーストを送り込んできます。例えば、高速X線トランジェント(FXT)は、その謎めいた起源を天文学者たちが長らく解明できていません。

しかし最近、天体物理学者たちは幸運にも、地球にかつてないほど近い地点で、しかも通常よりわずかに長い時間、輝いているFXTを観測した。それだけでなく、後にEP 250108aと命名されたこのX線バーストは、超新星の強力な重力からかろうじて逃れた、微かなスピルオーバー信号(おそらく宇宙ジェットによるもの)だったようだ。 

ノースウェスタン大学と英国レスター大学の天体物理学者による国際チームは、世界中の複数の宇宙望遠鏡を使用して、EP 250108aが、地球から約28億光年離れた恒星の爆発的な死によって引き起こされたと思われるガンマ線バーストの「失敗した」ジェットから発生した可能性があるという説得力のある証拠を発見した。

彼らの研究結果は、The Astrophysical Journal Letters に掲載される予定の2 つの 論文で発表されており、高速 X 線トランジェントの少なくとも 1 つの潜在的な起源についてこれまでで最も優れた証拠の一部を示しています (FXT は、X 線よりもはるかに長い波長を持つ、非常にエネルギーの高い短時間の電波バーストである高速電波バースト (FRB) とは異なります)。

恒星が燃え盛る超新星爆発を起こすと、周囲のほぼすべてのものを飲み込み、最終的にはブラックホールへと崩壊します。この集積過程において、恒星はタマネギのような形状になり、ガス、塵、その他の宇宙物質が重力によってかき混ぜられた様々な層を形成します。これらの物質の一部は、通常ジェットの形で放出され、ガンマ線バーストを引き起こします。ガンマ線バーストは、宇宙で 最も強力で明るい爆発の一種です。

しかし、時には「玉ねぎ型」の超新星の外層がガンマ線バーストに対して強い重力障壁を及ぼすことがあります。今回のFXTの場合、漏れ出した微量のエネルギーがEP 250108aを形成した可能性が高いと、ノースウェスタン大学の博士課程学生で新論文の筆頭著者であるジリアン・ラスティネジャド氏は、ギズモードとのビデオ通話で説明しました。 

「ジェットが発射されると、ブラックホールに崩壊しなかった恒星からの余分な物質がジェットと相互作用し、ジェットが実際に外層から飛び出すのをある程度抑制するのです」と彼女は語った。

ラスティネジャド氏と同僚たちは、中国とヨーロッパの共同プロジェクトであるアインシュタイン探査機のデータを用いて、1月に初めてEP 250108aを発見した。このプロジェクトは、FXTやその他の「一瞬の」宇宙現象の観測を専門としている。アインシュタイン探査機は平均して「3日に1回程度(FXT)を検出する」とラスティネジャド氏は説明したが、彼女の共同研究者の一部は光学望遠鏡で追跡調査を行い、この特定の突発現象が地球に異常に近いことを発見した。 

Fxtep インライン
この一連の画像は、2025年初頭にアインシュタイン探査機(EP)によって検出された強力なX線爆発である高速X線突発現象EP 250108aの後に発生した超新星SN 2025kgの光の減衰の様子を示しています。天文学者チームは、WMケック天文台を含む複数の望遠鏡を組み合わせて、EP 250108a/SN 2025kgの進化する信号を研究し、その起源に関する詳細を明らかにしました。分析の結果、高速X線突発現象は、大質量星の「失敗した」爆発的な死によって発生する可能性があることが明らかになりました。クレジット:国際ジェミニ天文台/NOIRLab/NSF/AURA

「何かが本当に近くにあるということは、はるかに明るくなるということです」と彼女は説明した。「ですから、高速X線トランジェントの発生場所で他に何が起こっているのか、非常に詳細で美しく、包括的で、非常に刺激的な研究ができるのです。」

「瞬間的な物体が現れるのはいつもとても興奮します。まるでレコードが止まるような音がして、やっていることを止めてそちらへ移動しなくてはならないからです」と、ハワイのWMケック天文台の副所長兼主任科学者、ジョン・オメーラ氏はギズモードとのビデオ通話で語った。 

ケック天文台は、ラスティネジャド氏とその同僚が EP 250108a に向けられたいくつかの巨大な宇宙望遠鏡のうちの 1 つであり、これによりチームは、このはかない天体が消えてなくなる前に高解像度の画像を撮影することができた。 

科学者が関心を持つほとんどの天文現象は人間の寿命をはるかに超える時間スケールで起こるが、高速X線トランジェントは「人間の時間スケール」で進行する珍しい宇宙現象の1つだとラスティネジャド氏は述べた。 

「もしあなたが今日の天の川銀河の写真を撮っても、おそらく1000年前の写真を撮っても、同じように見えるでしょう」と彼女は説明した。「しかし、私たちがここで研究したような、ある種類の巨大な星を研究すると、人間の時間スケールで波長によって見え方が大きく変わります。」

「宇宙は私たちにとても興味深いことを伝えようとし続けています」とオメーラ氏は付け加えた。「しかし、宇宙はどんな望遠鏡を作ろうと気にしません。しかし、[EP 250108a]は、宇宙が私たちにどんな挑戦を投げかけようとも、私たちがそれに立ち向かう準備ができていることを証明した良い例です。そして、今後数十年もそれを続けていきたいと思っています。」

実際、博士論文の審査を終えたばかりのラスティネジャドさんは、すでに宇宙からのもう一つの奇妙な信号に注目している。 

「ほんの数日前、(アインシュタイン探査機は)中性子星合体からの信号と同時に、同じ空域で発生した高速X線トランジェントを観測しました」と彼女は興奮気味に語った。「天文学は芸術のようなものです。私たちの日常生活にはあまり影響を与えませんが、人類が常に抱いてきた疑問、つまり私たちはどこから来て、どこへ向かっているのかという疑問に答えてくれるのです。」

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