観測史上最大となる、3年以上も続く宇宙の大爆発が発見された

masapoco
投稿日
2023年5月14日 8:26
23 42 Artist impression of a black hole accretion web. Credit John A. Paice high

英国サウサンプトン大学を中心とする国際天文学者チームが、観測史上最大の宇宙爆発を発見したことが明らかになった。

今回発見された爆発は、既知のどの超新星よりも10倍以上明るい。また、超巨大ブラックホールが恒星を食べ尽くすときに放出される光である崩壊現象の最も明るい記録よりも3倍も明るい。

観測史上最大の大爆発

AT2021lwxと名付けられたこの爆発は、最大の爆発であるだけでなく、その長さも際立っている。なんとこの爆発は3年以上続いており、現在も続いている事が確認出来るという。それに比べると、ほとんどの超新星は、数カ月間しか見ることができず、その後消滅してしまうのだ。

AT2021lwxの爆発は、約80億光年の距離にあり、宇宙が約60億歳だったころに発生したことを意味しり。研究者らは、この爆発について、学術誌『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』に掲載された新しい論文で説明している。

研究者らは、今回の爆発は、太陽の何千倍もの大きさの水素ガスの巨大な雲が、超巨大ブラックホールによって破壊されたために起こった可能性が高いと見ている。その際、雲の一部はブラックホールに飲み込まれ、その残骸から衝撃波が発生した可能性があると言う。

AT2021lwxは、これまで観測された中で最も明るい宇宙爆発ではない。最も明るかった爆発は、昨年発見されたGRB 221009Aというガンマ線バーストにある。しかし、GRB 221009Aは今回の爆発に比べてはるかに短い時間しか続いていなかったので、発生したエネルギー量を考えると、今回のAT2021lwxは遥かに巨大な爆発であると言える。

AT2021lwxは、2020年にカリフォルニアのZwicky Transient Facilityの天文学者により発見されました。その後、スペインのラ・パルマ島にあるカナリアス大望遠鏡をはじめ、多くの望遠鏡で観測されています。

サウサンプトン大学のリサーチフェローで研究責任者のPhilip Wiseman博士は、「私たちは、超新星の種類を検索しているときに、検索アルゴリズムによってフラグが立てられたので、偶然にこれを発見しました。ほとんどの超新星や潮汐崩壊現象は、2、3ヶ月間しか続かず、その後消えていきます。2年以上も明るいものがあるのは、すぐに非常に珍しいことだと思いました」と、この現象の特殊性を説明する。

研究者たちは、地球とAT2021lwxの距離を分光法で測定した。大爆発から発せられる光のスペクトルを分析し、スペクトルのさまざまな吸収と発光の特徴を測定したのだ。それによって、この爆発が地球から80億光年先で起こった事が判明した。

チームは2020年から巨大爆発の分析を行っているが、彼らはまだより多くのデータを収集し、X線を含む異なる波長を通して測定することを目標としている。また、高度なコンピューターシミュレーションを駆使して、これまでで最も強力な爆発をより深く理解する予定だ。

Wiseman博士は次のように指摘する:「ヴェラ・ルービン天文台のレガシー・サーベイ・オブ・スペース・アンド・タイムのような新しい施設が、今後数年のうちにオンラインになることで、このような事象をもっと発見し、その詳細を知ることができるようになると期待されています。このような現象は、極めて稀ではありますが、非常にエネルギーが高く、銀河の中心が時間とともにどのように変化するかという重要なプロセスである可能性があります」。


論文

参考文献

研究の要旨

我々は、これまで観測された中で最も高エネルギーな非クェーサー過渡現象であるAT2021lwxのX線から中間赤外線までの観測を紹介します。このデータは、100倍を超える明るさの光度7×1045erg s-1、全放射エネルギー1.5×1053ergという、これまでのどの光学過渡現象よりも大きな光度低下を示している。X線の暫定的な検出は二次的な発光モードを示し、中間赤外線の遅延フレアはトランジェントの周囲に塵があることを示唆している。減少は滑らかかつ指数関数的であり、紫外光スペクトル エネルギー分布は温度 1.2 × 10 4の黒体に似ている。スペクトルは、最近発見された既知の活動銀河核の光学フレアと似ているが、いくつかの特徴的な特徴を欠いている。過去7年間発光がなかったことは、クエーサーで観測される短期的な確率的変動と矛盾しており、トランジェントの極端な輝度と長い時間スケールは、太陽質量の星1個の崩壊を否定している。この明るさは、もっと大質量の星の崩壊によって生じた可能性があるが、そのような事象が起こる可能性は低い。もっともらしいシナリオは、108-109太陽質量の休眠ブラックホールによる巨大分子雲の降着である。このように、AT2021lwxは、既知のブラックホール降着のシナリオを極端に拡張したものである。



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