ハッブルはスタークラッシュからの超高速ジェットブラストを発見

中性子連星が合体した時の放射線が中性子連星を取り巻いていた物質に衝突すると可視光を含む電磁波が発生する。以下、機械翻訳。
ハッブルはスタークラッシュからの超高速ジェットブラストを発見
NASA のハッブル宇宙望遠鏡を使用している天文学者は、光速の 99.97% を超える速度で宇宙を進むジェットが、2 つの中性子星間のタイタニック衝突によって推進されたことを示すユニークな測定を行いました。
GW170817 という名前の爆発イベントは、2017年 8月に観測されました。爆風は、超新星爆発に匹敵するエネルギーを放出しました。これは、中性子星連星合体からの重力波とガンマ線を初めて組み合わせて検出したものです。

Hubble Reveals Ultra-Relativistic Jet

爆発した大質量星の生き残ったコアである 2 つの中性子星が衝突し、重力波と呼ばれる現象で時間と空間の構造にさざ波を送りました。余波で、放射線のブロートーチ ジェットがほぼ光速で放出され、抹消されたペアを取り囲む物質に激突しました。天文学者はハッブルを使用して、ジェットが激突した物質の塊の動きを測定しました。
クレジット: NASA のゴダード宇宙飛行センター。リードプロデューサー：ポール・モリス
これは、これらの異常な衝突の進行中の調査における主要な分岐点でした。この合併の余波は、重力波の検出に加えて、電磁スペクトルの広い範囲にわたって、世界中の 70 の天文台と宇宙で集合的に見られました。これは、タイムドメインとマルチメッセンジャー天体物理学の新たな分野、つまり光や重力波などの複数の「メッセンジャー」を使用して、時間の経過とともに変化する宇宙を研究するための重要なブレークスルーを予告しました。

科学者たちは、わずか 2日後にハッブルを爆発現場に向けました。中性子星は崩壊してブラックホールになり、その強力な重力が物質を引き寄せ始めました。その物質は急速に回転する円盤を形成し、その極から外側に向かうジェットを生成しました。轟音を立てる噴流は、爆発破片の膨張するシェル内の物質に激突し、掃き集めました。これには、ジェットが発生する材料の塊が含まれていました。
このイベントは 2017年に開催されましたが、科学者がハッブル データと他の望遠鏡からのデータを分析してこの全体像を描く方法を思いつくまでには数年かかりました。
ハッブル観測は、非常に長いベースライン干渉計 (VLBI) のために連携して動作する複数の国立科学財団電波望遠鏡からの観測と組み合わされました。無線データは、爆発から 75日後と 230日後に撮影されました。
カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学の Kunal P. Mooley 氏は、次のように述べています。Nature 誌の 10月 13日のジャーナルに掲載されました。
著者らは、極端な精度を達成するために、VLBI に加えて、 ESA (欧州宇宙機関)のガイア衛星からのデータと共にハッブル データを使用しました。メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所のジェイ・アンダーソン氏は、「この測定を行うには、データの慎重な分析に数か月かかりました。



画像の左側にあるオレンジ、茶色、および白のリングに囲まれた 2つの濃い青白のオーブは、連星系を示しています。 真っ白なジェットが星々の間から飛び出し、右上へと向かっています。
これは、衝突する 2つの中性子星のイメージです。2つの密集した星の残骸の間の衝突は、1,000回の標準的な星の新星爆発のエネルギーを解き放ちます。衝突の余波で、放射線のブロートーチ ジェットがほぼ光速で放出されます。ジェットは、強力な磁場によって閉じ込められた狭いビームに沿って向けられます。轟音を立てるジェットは、周囲の星間物質に突入し、物質を一掃しました。
クレジット: アートワーク: Elizabeth Wheatley (STScI)
さまざまな観測結果を組み合わせることで、爆発現場を特定することができました。ハッブルの測定は、ジェットが光速の7倍の見かけの速度で動いていることを示しました。電波観測によると、ジェットはその後、光速の 4倍の見かけの速度まで減速しました。

実際には、光の速度を超えることはできないため、この「超光速」の動きは錯覚です。ジェットはほぼ光速で地球に近づいているため、後で放出される光の距離は短くなります。本質的に、ジェットは自身の光を追いかけています。実際には、観測者が考えているよりも、ジェットが光を放出するまでに時間がかかります。これにより、オブジェクトの速度が過大評価されます。この場合、光速を超えているように見えます。
カリフォルニア大学バークレー校の Wenbin Lu 氏は次のように述べています。
2018年に発表されたVLBI測定と組み合わされたハッブル測定は、中性子星の合体と短期間のガンマ線バーストの間の長い間推定されていた関係を大幅に強化します。その接続には、高速で移動するジェットが出現する必要があり、GW170817 で現在測定されています。
この研究は、 LIGO、Virgo、およびKAGRA重力波天文台によって検出された中性子星合体のより正確な研究への道を開きます。今後数年間で十分な量のサンプルが得られれば、相対論的ジェット観測は、ハッブル定数として知られる数値に関連付けられた宇宙の膨張率を測定するための別の調査ラインを提供する可能性があります。
現在、初期宇宙と近くの宇宙で推定されたハッブル定数値の間には不一致があり、これは今日の天体物理学における最大の謎の 1 つです。異なる値は、ハッブルやその他の天文台による Ia 型超新星の非常に正確な測定と、ESA のプランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射の測定に基づいています。相対論的ジェットのより多くのビューは、パズルを解こうとしている天文学者に情報を追加する可能性があります.
ハッブル宇宙望遠鏡は、NASA と ESA の国際協力プロジェクトです。メリーランド州グリーンベルトにある NASA のゴダード宇宙飛行センターが望遠鏡を管理しています。メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所 (STScI) は、ハッブル科学実験を行っています。STScI は、ワシントン DC の天文学研究大学協会によって NASA のために運営されています。

最終更新日: 2022年 10月 13日
タグ: ゴダード宇宙飛行センター、 ハッブル宇宙望遠鏡、 星 宇宙