天文学者が最も明るい高速電波バースト源をついに特定

遠い宇宙からの閃光

高速電波バースト（FRB）は天文学の最も魅力的な謎の一つです。深い宇宙から到来する数ミリ秒間続く激しい電波の脈動で、1秒以下で太陽が数日間に放出する以上のエネルギーを放出します。2007年の発見以来、数百の高速電波バースト（FRB）が記録されていますが、その起源は依然として深い謎のままでした。現在、天文学者は重大な進展を達成し、これまで検出された最も明るい高速電波バースト（FRB）を発生源の銀河に遡ることに成功しました。

問題のバースト（天文カタログではFRB 20220912Aと指定）は、カナダのブリティッシュコロンビア州の CHIME 電波望遠鏡によって初めて検出されました。通常の観測で北の空を掃いているときです。そのシグナル強度は例外的でした。記録されている次に最も明るいFRBの約10倍のエネルギー効率で、世界中の複数の望遠鏡による追跡観測キャンペーンを直ちに促しました。超長基線干渉法により達成された正確な位置測定は、現在、地球から約36億光年離れた銀河内の特定の領域にバースト特定しました。

宿主銀河が教えてくれること

宿主銀河は、大規模な星生成銀河です。星の進化が急速に進む環境で、超新星、中性子星、恒星質量ブラックホールとして人生を終える多数の大質量星を生み出します。このコンパクト天体の集団はFRB生成に関連していると考えられており、宿主銀河の特性は理論家が予測した、これらの事象の肥沃な地盤となるべきプロファイルに適合しています。

ほとんどの高速電波バースト（FRB）に対する主導的な理論的説明は、マグネター（磁気星）によって生成されるというものです。マグネターは、地球の磁場より何兆倍も強い磁場を持つ中性子星の特殊なクラスです。マグネターは星震や磁気再結合イベントを経験でき、数ミリ秒で莫大なエネルギーを放出します。2020年、私たちの銀河系内の既知のマグネターからの高速電波バースト（FRB）の検出は、この仮説の重要な確認でした。

FRB 20220912Aの大規模な星生成銀河への局所化は、マグネター仮説と一致していますが、代替説明を決定的に排除するものではありません。一部の研究者は、非常にエネルギーの高いFRBがコンパクト天体間の衝突から発生する可能性があると提案しており、これらの事象はまた活発な星生成領域で優先的に発生します。

宇宙ツールとしての高速電波バースト

異国情緒あふれる天体物理現象としての本質的な関心を超えて、高速電波バースト（FRB）は有用な科学機器になりました。電波信号が数十億光年の銀河間空間を伝わるとき、拡散銀河間媒体の電子によって分散されます。この分散を測定することで、天文学者はバースト源と地球の間の物質の密度と分布をプローブでき、本質的に FRB を宇宙構造の逆光プローブとして使用しています。

極めて明るいFRB 20220912Aは、この種の異常に強力なプローブを提供します。その高いシグナル・ノイズ比により、特定の視線に沿った銀河間媒体の詳細な測定が可能になり、現在知られているソース距離と組み合わせることで、宇宙全体で最大のスケールで物質がどのように分布しているかのモデルを制限できます。

完全な理解への道

進歩にもかかわらず、FRB生成の基本物理学は不完全に理解されたままです。なぜいくつかのFRBは繰り返し、他のものは1回だけ発火するように見えるのでしょうか？観測されたエネルギーの膨大な範囲を決定するものは何ですか？Square Kilometre Array を含む次世代電波天文台は、南アフリカとオーストラリアで部分的に稼働しており、現在の機器よりも何桁も頻繁にFRBを検出し、自動的に1秒未満の位置特定を提供します。ゼロから既知の例から2十年以内に数百に至る分野は、別の指数関数的拡大に向けて設定されています。そしてそれによって、宇宙の最も暴力的な事象のいくつかについてより深く理解することができます。

この記事は New Scientist のレポートに基づいています。元の記事を読む.