科学者が数十年にわたる問題を解決

英国バース大学の天体物理学者が率いる国際科学者チームは、測定された遠方のガンマ線バースト（GRB）の磁場は、放出された物質が周囲に衝突して衝撃を与えた後、これらの爆風中の磁場がスクランブルされるという数十年にわたる理論的予測を初めて裏付けた。中くらい。

ブラックホールは、巨大な星（太陽の少なくとも40倍の大きさ）が爆風を引き起こす壊滅的な爆発で死ぬと形成されます。 これらの非常にエネルギーの高い現象は、光速に近い速度で物質を追い出し、明るく短命のガンマ線フラッシュを発生させ、地球を周回する衛星によって検出できるようになります。そのため、ガンマ線バーストと呼ばれています。

磁場は放出された物質を通過する可能性があり、回転するブラックホールが形成されるにつれて、これらの磁場はねじれ、放出された物質を集中させ、加速すると考えられているコルク栓抜きの形状になります。

磁場は直接見ることはできませんが、その特徴は磁力線の周りを飛び回る荷電粒子 (電子) によって生成される光の中にエンコードされます。 地上の望遠鏡は、何百万年もかけて宇宙を旅してきたこの光を捉えます。

バース大学の天体物理学長でガンマ線専門家のキャロル・マンデル教授は、「爆発を引き起こす磁場の物理的特性を直接調べるために、光の特殊な特性である偏光を測定した。これは素晴らしい結果であり、問​​題を解決するものである」と述べた。これらの極端な宇宙爆発に関する長年の謎、私は長い間研究してきました。」

課題は、バースト後できるだけ早く光を捕捉し、爆発の物理学を解読することである。予測では、拡大する衝撃波フロントが周囲の星の残骸と衝突するにつれて、原初の磁場は最終的に破壊されるだろうということである。

このモデルは、大規模な原始場がまだ無傷であり、流出を引き起こしているバースト直後の高レベルの偏光 (>10%) を持つ光を予測します。 その後、衝突でフィールドがスクランブルされるため、光はほとんど偏光されていないはずです。

マンデルのチームは、バーストの数分後に高度に偏光した光を初めて発見し、大規模な構造を持つ原始場の存在を確認した。 しかし、前方ショックが拡大する状況については、さらに物議を醸していることが判明した。

バースト後数時間から1日という遅い時間でGRBを観察した研究チームは、分極が低いことを発見し、フィールドがずっと前に破壊されたと結論付けたが、いつ、どのように破壊されたのかは明らかにできなかった。 対照的に、日本の天文学者チームは、GRB 内で 10% の偏光を検出したという興味深い結果を発表しました。彼らは、これを、長く続く秩序磁場を伴う前方偏光衝撃と解釈しました。

新しい研究の主著者であるバース博士課程の学生ヌリア・ジョルダナ＝ミジャンス氏は、「これらの稀な観測は、非常に異なる時間スケールと物理学を調査したため、比較するのが困難でした。標準モデルではそれらを一致させる方法はありませんでした。」と述べた。

この謎は、バースチームが GRB 141220A を分析するまで、10 年以上未解決のままでした。

王立天文学協会の月刊通知に掲載された新しい論文の中で、マンデルのチームは、GRB 141220Aの爆発からわずか90秒後に検出された前方衝撃光の中に非常に低い偏光が存在することを発見したと報告している。 この超高速観測は、完全自律型ロボットのリバプール望遠鏡上のチームのインテリジェントなソフトウェアと、GRB の色、明るさ、偏光、減光率を記録する新しい RINGO3 偏光計によって可能になりました。 このデータをまとめると、チームは次のことを証明できました。

ジョルダナ・ミジャンス博士は、「この新しい研究は、最も強力なGRBが大規模な秩序磁場によって駆動できることを示した我々の研究に基づいているが、最も速い望遠鏡だけが、それらが失われる前にその特徴的な偏光信号を垣間見ることができる」と述べた。爆発。」

マンデル氏はさらに、「我々は今、これらの爆発の最も初期の瞬間を調査し、二極化研究のために統計的に有意な数の爆発を捕捉し、私たちの研究をリアルタイムのマルチメッセンジャーによる追跡調査というより広い文脈に組み込むために、技術の最前線を開拓する必要がある」と付け加えた。極限の宇宙。」

- このプレスリリースはもともとバース大学のウェブサイトに掲載されたものです