史上最も明るい宇宙爆発はなぜこれほど例外的なものになったのでしょうか?

昨年 10 月 22 日に記録され、史上最も明るい爆発 (BOAT) と適切に名付けられた爆発ほど、宇宙科学者から多くの注目を集めた宇宙爆発はほとんどありません。 非常に大質量の星の崩壊とそれに続くブラックホールの誕生によって引き起こされたこの出来事は、非常に明るいガンマ線の閃光と、それに続く周波数全体にわたるゆっくりと消えていく光の残光として目撃されました。

巨大望遠鏡で同時にBOAT信号を捉えて以来、世界中の天体物理学者はガンマ線バースト(GRB)の明るさと、その残光の不思議なほどゆっくりとした減衰を説明しようと躍起になっている。

現在、英国バース大学物理学科のヘンドリック・ヴァン・エルテン博士を含む国際チームが発足説明を組み立てました: 最初のバースト (GRB 221009A として知られる) は地球に直接向けられ、その後に異常に大量の恒星物質を引きずりました。

チームの発見は本日、権威ある学術誌 Science Advances に掲載されました。 ブレンダン・オコナー博士は、メリーランド大学とワシントン DC のジョージ・ワシントン大学で博士課程を卒業したばかりの学生であり、この研究の筆頭著者です。

残光の理論的分析を共同で主導したファン・エアテン氏は、「この謎に取り組んでいる他の研究者も、噴流が私たちに直接向けられているという結論に達した。これは、庭のホースがまっすぐにスプレーするように角度を付けられているのと同じだ」と述べた。これは間違いなく、なぜそれが非常に明るく見えたのかを説明するのに役立ちます。

しかし、謎が残ったのは、ジェット機の端がまったく見えなかったことです。

「残光がゆっくりと消えていくのは、狭いガス噴​​流の特徴ではありません。このことを知って、爆発の激しさには別の理由があるのではないかと疑うようになりました。そして、私たちの数学的モデルはこれを裏付けています。私たちの研究は、明らかに、 GRBは独特の構造をしており、観察により、通常は孤立したジェットが予想される広いガス流出の中に狭いジェットが埋め込まれていることが徐々に明らかになった。」

では、なぜこの GRB は通常よりも幅が広くなったのでしょうか? 研究者らには理論がある。 Van Eerten 氏が説明したように、「GRB ジェットは、そのジェットが形成される崩壊する星を通過する必要があります。そして、この場合に違いを生んだのは、星の物質とジェットの間で起こる混合の量でした。加熱されたガスは、特徴的なジェットの痕跡が残光からの放出全体で失われる地点に至るまで、ずっと私たちの視線の中に現れ続けました。」

同氏はさらに、「私たちのモデルは、ボートを理解するだけでなく、ジェット機の痕跡がないことを天文学者に不思議に思わせた過去の明るさ記録保持者の理解にも役立つ。これらのGRBは、他のGRBと同様に、それが起こったとき、まっすぐに私たちに向けられなければならない」と付け加えた。これほど多くのエネルギーが一度に全方向に放出されるのは非物理的である｡極端でありながらガス流の指向性をなんとか覆い隠している例外的なクラスのイベントが存在するようだ｡ジェットを発射する磁場についての今後の研究そして、それらをホストする大質量星を調べれば、なぜこれらの GRB が非常に珍しいのかが明らかになるはずです。」

オコナー氏は、「異例に長いGRB 221009Aは、これまでに記録された中で最も明るいGRBであり、その残光はあらゆる波長であらゆる記録を破っている。なぜなら、このバーストは非常に明るく、また近く（宇宙的に言えば、24億というわずかな距離で発生した）だからである」と述べた。地球から光年）、これはブラックホールの形成から暗黒物質モデルのテストに至るまで、これらの爆発に関する最も基本的な疑問のいくつかに取り組む千年に一度の機会であると私たちは考えています。」

- 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