爆破するガンマ光線より広がる
Ｘ線リング |
| Credit: S. Vaughan, R. Willingale (U. Leicester) et al., XMM, ESA |
| 画像の説明 |
なぜ、Ｘ線リングは、ガンマ線爆発から発散するように見えますか？
意外な答えはほとんど何もありません。むしろ離れて反射される光で塵を搭載したシートが、私たちの銀河系でガスを出して爆発します。
ちょうどこの前の12月3日私たち太陽系に到着した放射線は、遠くの宇宙から届いたガンマ線爆発で、GRB
031203の相当な爆発でした。
GRBがまた、Ｘ線のおびただしい量を発することができるので、見込みのあるＸ線の明るい閃光がガンマ放射線とともに同時に到着しました。
この場合、遠くからのＸ線も近くの3500光年の宇宙塵の2つのプレートからはね返って、普通でない反射を引き起こしました。
XMM-ニュートン望遠鏡への塵プレートにとって、GRBからのより長い経路が、Ｘ線光線反射をGRB後によく現れるようにしました。 |
今日の宇宙画像は、非常に珍しいガンマ線爆発の画像です。
欧州宇宙機関のＸ線天文台、XMM-ニュートンは、高速度で強力なガンマ光線爆発を12月の初めに起こした空で、核心周辺の光より1000倍も速く広がるように見えるリングの素晴らしい集合の像を得ることができました。
これは、魅力的な『反響』と呼ばれている事象が、Ｘ線波長で見られた最初の時です。
遠くから来るガンマ線爆発の強力な放射が、私たちの銀河の中の塵のプレートを横断する時に、雲内での灯台の光線の様に、このプレート内で散らばるときこの反響ができます。
この塵の場所を正確に指摘している広がるリングを使って天文学者は、新星と惑星が誕生しそうである場所を確認することができます。
画像クリックで動画を見られます。
2004年2月2日 t.sasaki |
| X-Ray Rings Expand from a Gamma Ray Burst |
| Credit: S. Vaughan, R. Willingale (U. Leicester) et al., XMM, ESA |
| Explanation |
| Why do x-ray rings appear to emanate from a gamma-ray burst? The surprising
answer has little to do with the explosion itself but rather with light
reflected off sheets of dust-laden gas in our own Milky Way Galaxy. GRB
031203 was a tremendous explosion -- a gamma-ray burst that occurred far
across the universe with radiation just arriving in our Solar System last
December 3. Since GRBs can also emit copious amounts of x-rays, a bright
flash of x-rays likely arrived simultaneously with the gamma-radiation.
In this case, the x-rays also bounced off two slabs of cosmic dust nearly
3500 light-years distant and created the unusual reflections. The longer
path from the GRB, to the dust slab, to the XMM-Newton telescope caused
the x-ray light echoes to arrive well after the GRB. |
2004年01月30日号
光よりも早い現象を目撃できる動画
Credit: S. Vaughan, R. Willingale (U. Leicester) et al., XMM, ESA
2003年01月01日からの宇宙画像
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ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。２００２年４月３０日ページに立体視の方法について掲載しています。
Credit: S. Vaughan, R. Willingale (U. Leicester) et al., XMM, ESA
Credit: S. Vaughan, R. Willingale (U. Leicester) et al., XMM, ESA
左の画像は、Ｘ線残照がXMM-ニュートン観察を通して、異なる時間にどのように見えたかについて示します。
中央の残照を囲むリングの「光輪」構造は、ガンマ線爆発より以前にこれまで見られなかった何かです。
ガンマ線爆発からのＸ線は、私たちから2870光年と4530光年の距離です。
右の画像は、私たちの銀河内で塵の2つのスクリーンを離れて散乱して生じるＸ線光輪のコンピュータ・シミュレーションです。
最も外部のリングは、2つの塵スクリーンでより近いものによって生じます。
観察の拡大画像は、それぞれの画像をクリックすると見ることができます。
グリニッジ標準時で2003年12月3日22時01分に、インテグラル衛星は、搭載している撮影装置のIBIS探知器で突然のガンマ線を記録しました。
爆発は、およそ30秒の間続いて、それから弱まりました。
自動発見システム（IBAS＝インテグラルの爆発機敏検知システム）は、インターネット上に1.5時間後にメッセージを出しました。
それから、爆発が6時間10分後の2003年12月4日午前4時10分に起こって、軌道を周回しているＸ線天文台のXMM-ニュートンが、この方向で観察し始めてガンマ線爆発の弱まっている残照のＸ線写真を撮りました。
XMM-ニュートン観察は、ちょう16時間ほど続きました。
GRB 031203について迅速なXMM-ニュートン観察は、全体的にかなり正確に爆発の方向を指摘しました。
爆発は、南半球の空で星座「船尾座」の方向に起こりました。
XMM-ニュートンで得られた正確な位置は、赤経08時02分30.2秒、赤緯マイナス39度51分04秒でした。
とても大きな望遠鏡で検出できる小さい銀河が、この方向にあります。
チリの6.5mのバーデ望遠鏡で得たこの銀河のスペクトルは、z=0.105の赤方偏移を計測しました。
これは、14億6000万光年遠く離れていることと一致します。
ほとんど確かに、ガンマ線爆発がこの銀河で起こりました。
GRB031203は、爆発のガンマ光線がインテグラル検出で4×10-13ジュール値で、それは1.3×10-14ワットパワーに等しいものでした。
しかし、この小さい量は、全体の高感度器具を始動させるのに十分でした。
もちろん、これは地球から記録されたエネルギー（力）です。
ガンマ線爆発がほとんど確かに14億6000万光年離れたところに起こったので、もし仮に私たちがすぐ近くでこの事象を目撃したとするならば、この明るさは検出した数値の8×1014倍に相当します。
これは、私たちの太陽光度の800兆倍にも相当する輝きであったとなります。
さらにこの爆発は、３０秒間で3×1041ワットパワーに等しいことにもなります。
30秒間にこのガンマ線爆発は、私たちの太陽の10億年分とほとんど同じくらい多くのエネルギーを電磁放射の形で放ちました。
しかし、これはGRBが通るには特に明るくはありませんでした。
光の輪は、次のようにして作られたと考えられています。
XMM-ニュートンはGRBの弱まっている「残照」を見ました。そして、最初の爆発が終わったあと非常により薄暗いＸ線源が離れて衰えました。
Ｘ線周辺で、残照は塵の層を離れて私たちの銀河と同じ方向の中で多くが散らばる最初の爆発を見せました。それは、残照と比べて非常により明るいＸ線に起因する「光輪」でした。ちょうど、霧が車のヘッドライトからの光を散乱させるのと同じような事象です。
リングは、2つの理由のために「細く」見えます。
最初に、ガンマ線を伴ったＸ線は、最初の「閃光」として全く短くてほんの30秒だけでした。
第２に、散在を引き起こしている塵層はかなり細く、曲がった距離に対する比較で、それらは全く細いものです。これを天文学者は、「塵よけ布」と呼んでいます。
また、2つのリングがあって、2つの全く異なった塵よけ布が私たちの銀河を通ってこの方向にあるのでそのような光の輪を見ることになりました。
空のリングの展開から塵スクリーンまでの距離は、測定することができます。
内部のリングは、より遠くの塵スクリーンに起因しますので距離は、地球から2,900光年と4,500光年離れていました。
さらに詳しい天文単位では、882±20パーセクと1388±32パーセクです。
おそらく、2つの塵よけ布で最も近いものはガム星雲と関係しています。そして、熱いガスの泡がたくさんの超新星爆発から生じます。
外のリングの半径は、爆発の後のおよそ21.4時間のXMM-ニュートン観察終了後に、およそ274弧秒の測定値でした。
これは、0.075度でした。比較するため参考として、満月の半径は、およそ0.25度です。
最も近い塵スクリーン（2,900光年）の距離で、光輪大きさは、半径で3.8光年を投射した大きさと一致します。
しかし、これはあまり意味がある数ではありません。
光輪は、Ｘ線光を散乱させている塵に起因する光学的特殊効果で、その実際にこの現実の「もの」ではありません。
それにもかかわらず、光輪画像で地球から見ると光速のおよそ1,500倍の速度で広がるように見えたのは面白い現象でした。
何も光より速く本当には動きませんけれども、それはちょうど光学的特殊効果でした。
起こった現象は、より大きい角度によって散らばるＸ線がわずかにより長い経路に沿って塵、そして、地球間を伝わるということです。
光速は一定で、より長い距離を進むＸ線はわずかに後で私たちに届きます。
この遅れた現象は、中間の遅れで私たちはＸ線がより小さい角度で最初に散らばるのを見ます。
これは、どんなものも実際に「移動している」ので光輪リングが広がるように見える間に、より小さい角度を私たちはより小さいリングとみなして、それらによって散らばるＸ線がより大きい角度のより大きいリングによって散乱した現象として見た理由になります。
GRB 031203は、銀河の面を通るように示す方向で起こりました。
それはすなわち、徹底的に長い道のりで、大量の介入している塵を通ったことを意味します。
この方向では、偶然にもそこに銀河の塵の2つの濃度があったということです。
また、GRB 031203についての他の面白い気まぐれとして、それが「弱いスペクトル」を示したということです。そして、Ｘ線天文学者によると他のGRBと比較して、とても低いエネルギーＸ線を示しました。
低いエネルギーＸ線が塵によってより能率的に散らばって、光輪を見る可能性を増やしました。
実際のところこの事象については、本当に、以前に予測されていました。
同じくらい遠い背後に恒星間の塵粒状物を離れて点在して、1965年にＸ線として起こる理論上の研究がありました。
認識を数年かけて磨いて、結局、明るい銀河のＸ線源がＸ線連星周辺で光輪として1983年に最初に背後で見ることができました。
1995年のROSATに基づく観察と測定の結果、塵は28のＸ線源（24 Ｘ線連星、そして、4つの超新星残り）周辺で、Ｘ線光輪を散乱させました。
GRB周辺の光輪の可能性はいろいろな理論上の論文において考慮されましたが、この度の観察まで、何も観察されませんでした。
