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Jane Monheit

Posted by moonrainbow on 18.2020 癒しの音楽   1 comments   0 trackback
Waters Of March

高速電波バースト(FRB)の消失

Posted by moonrainbow on 18.2020 高速電波バースト   0 comments   0 trackback
深まる宇宙の謎。深宇宙から地球へ発せられていた「高速電波バースト」の1つが消失、その理由は?

高速電波バースト

宇宙からときおり飛来するミステリアスな電波信号の奇妙な振る舞いは、今も天文学者の首を捻らせている

 地球では「高速電波バースト(FRB)」と呼ばれる正体不明の電波信号がキャッチされることがある。わずか数ミリ秒だけ続く強力な電波で、それが持つエネルギーは膨大だが、発生源は今のところよくわかっていない。

 これまで、いくつかの高速電波バーストが確認されていたが、その1つのバーストが消失したという


高速電波バースト「R2」消失の謎
 
高速電波バースト(以下FRB)の中には宇宙の同じ場所でチラチラと反復して観察されるものもある。

 初めて反復するFRBが観測されたのは2012年のことで、「FRB 121102」や「R1」と呼ばれている。発生源がある銀河は、30億光年離れた矮小銀河だ。次の観測は2018年で、「R2」という。

 ASTRONオランダ電波天文学研究所のレオン・オーストルム氏らは、ウェスターボーク合成電波望遠鏡(WSRT)でR1とR2をそれぞれ130時間と300時間観測。その特徴やR2が位置する銀河の解明を試みた。

 結果、R1からは30回のバーストが検出されたのだが、なぜかR2からは何も検出されなかった。

 これについては、R2の波長はWSRTでは検出できない種類というのが、一番単純な説明であるという。WSRTが検出できるのは青色光だけなので、この説明が正しければ、R2は赤色光を放っているということになる。

 また別の可能性としては、R2がバーストを止めてしまったとも考えられる。

 ただし、ASTRONの別の研究グループのジェイソン・ヘッセルス氏によれば、最初の説明か、R2のFRBが暗すぎて観測できなかった可能性の方が高いだろうとのことだ


高速電波バースト1
CharDsg/iStock

FRBにもさまざまなタイプが存在する可能性
 
いずれにせよ、R1とR2は互いにかなり違っているらしいことは明らかにされた。

 「もし両者が似ているのなら、R2も簡単に見えたでしょうが、そうではありませんでした」とオーストルム氏はコメントし、「明るさ、バーストが反復する頻度、さらにはそれ以外の基本的パラメーターの点でずいぶん異なっていてもおかしくないでしょう」と述べた。

 またヘッセルス氏らによる研究によれば、それらが位置する銀河もかなり異なっているようだ。

 こちらの研究では、「FRB 180916.J0158+65」という反復FRBを銀河までたどることに成功している。FRBを銀河までたどることができたのはようやく5度目で、反復するFRBとしては2つ目の例だ。

 こちらの銀河は、R1が位置する銀河とは完全に別物であったという。形が不規則な矮小銀河ではなく、天の川のような螺旋を描いているのだ。また環境もそれほど極端ではなく、R1の分析結果はそれほど当てはまらないと考えられる


高速電波バースト2
Free-Photos from Pixabay

FRBの理論は修正を迫られている?

「今、きちんとした理論でFRBの多様性を説明できるのか、それともFRBの発生源には複数のタイプがあるのか、真剣に検討しなければならない状況にあります」とヘッセルス氏は話す。

 仮にFRBの発生源に色々なタイプがあるのだとしたら、それぞれがかなり違っているように見える理由もそれなのかもしれない。

 FRB 180916.J0158+65の地球との距離はR1のそれの6分の1なので、より詳しく観察することができる。次世代の大型望遠鏡が運用されるようになれば、FRBの謎も解明されるはずだ。

 「最終的な目標はその正体を突き止めることですが、今の時点ではデータが増えるほど、疑問が深まります」とオーストルム氏は話す。

 この研究は『arXiv』(12月27日投稿)ならびに『Nature』(1月6日付)に掲載された


2020年01月11日
カラパイアより

Max Richter

Posted by moonrainbow on 17.2020 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
She Remembers

2つの恒星の周囲を公転する太陽系外惑星「TOI 1338 b」

Posted by moonrainbow on 17.2020 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
系外惑星探査衛星「TESS」の観測史上初の発見

連星「TOI 1338」
2つの恒星から成る連星「TOI 1338」(奥)と、連星を周回する系外惑星「TOI 1338 b」(左手前)の想像図(Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))

2019年7月に南天全域の観測を終え、北天の観測を行っているNASAの系外惑星探査衛星「TESS」。先日もその観測データから地球サイズの太陽系外惑星が見つかったことをお伝えしましたが、今度は2つの恒星を周回する系外惑星(周連星惑星)が見つかったとの研究成果が発表されています

■明るさが変わる食連星の観測データから系外惑星の証拠を発見

系外惑星TOI 1338 bの想像図
系外惑星TOI 1338 bの想像図(Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))

連星を公転する系外惑星が見つかったのは、南天の「がか座」の方向およそ1300光年先にある連星系「TOI 1338」です。TOI 1338には太陽の「1.1倍」と「3分の1」の質量を持つ2つの恒星があり、約15日周期で互いの周りを巡り合っています。

今回TESSの観測データから発見された系外惑星「TOI 1338 b」は、土星と海王星の中間くらいの大きさとなる、地球のおよそ7倍のサイズを持っています。その軌道は連星の影響を受けており、公転周期は93日から95日の間で変動しています。

TOI 1338には、当初は系外惑星が存在しないとみられていました。TESSの観測データから系外惑星を探す市民科学プロジェクト「Planet Hunters TESS」でも、TOI 1338の明るさの変化は「食連星」(※)に分類されていたといいます。

※…互いに周回し合う恒星どうしが重なり合って見えることで、周期的に明るさが変化する連星のこと。食変光星とも。

しかし2019年、NASA・ゴダード宇宙飛行センターのインターンシップに参加していたWolf Cukier氏が食連星に分類されていたTESSの観測データを確認していたところ、TOI 1338の明るさが変わるタイミングに、食連星に由来するものとは異なるパターンを発見。Veselin Kostov氏(ゴダード宇宙飛行センター)らの研究チームがデータを詳細に分析した結果、このパターンが観測機器の異常等によるものではなく、TOI 1338 bが大きいほうの恒星を横切った際に観測されたパターンであることが確認されました


■人間の目でチェックしたからこその発

変化のパターン(緑)を示した図
食連星としての明るさ変化のパターン(赤)と、TOI 1338 bのトランジットによる明るさ変化のパターン(緑)を示した図。NASAが公開した動画より引用(Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))

TESSは系外惑星が恒星の手前を横切るトランジット現象を起こしたときのわずかな明るさの変化をキャッチする方法を利用しています。ところが食連星の場合、小さいほうの恒星が大きいほうの恒星を横切るときにも、同じように明るさがわずかに暗くなります。

また、TOI 1338 bが大きいほうの恒星を横切ったときの明るさの変化はTESSによって検出されましたが、小さいほうの恒星を横切った際の変化はごくわずかであるためにキャッチできませんでした。そのため、TOI 1338では「系外惑星による明るさの変化」が「食連星としての明るさの変化」に紛れ込むような形で観測されたことになります。

Kostov氏は、TOI 1338で観測されたような明るさの変化のパターンから自動的に系外惑星を発見するのは、まだまだ難しいとしています。「非周期的なパターンを見つけるのが得意な人間の目」(Kostov氏)で観測データを複数回チェックしたことが、今回の発見につながったと言えます。

2018年に観測を終えた宇宙望遠鏡「ケプラー」は、10の連星系から合計12個の周連星惑星を発見しました。TESSによって見つかった周連星惑星はTOI 1338 bが初めてですが、全天を対象としたTESSのミッションでは、数十万の食連星が観測対象に含まれるとされています。

映画「スター・ウォーズ」シリーズの舞台のひとつである双子の太陽を持つ惑星「タトゥイーン」に例えられる周連星惑星は、今後さらに発見例が相次ぐかもしれません


Image Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

2020-01-11
Soraeより

Diane Arkenstone

Posted by moonrainbow on 16.2020 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
Rhythm of the Forest

超光速運動

Posted by moonrainbow on 16.2020 ブラック・ホール   0 comments   0 trackback
M87のブラックホールからのジェットは光速の99%以上

M87の中心ブラックホールの影
イベント・ホライズン・テレスコープが撮影したM87の中心ブラックホールの影。ハワイの創世神話「クムリポ(Kumulipo)」にちなみ「ポヴェヒ(Powehi、「装飾が施された深遠な暗い創造物」の意)」という名前が付けられた(提供:EHT Collaboration)

巨大楕円銀河M87の中心に存在する超大質量ブラックホールから噴出するジェットがX線で観測され、噴出する粒子の運動速度が光速の99%以上であることが確かめられました。ジェットの見かけ上の速度は、最大で光速を約6倍も超えています

2019年4月、おとめ座の巨大楕円銀河M87の中心に存在する超大質量ブラックホールの影(ブラックホールシャドウ)が史上初めて撮像されたと発表され、大きな話題となった)。

M87の中心ブラックホールは太陽の65億倍もの質量を持っています。その周囲に近づいた物質はブラックホールを取り巻く降着円盤を形成し、物質の一部がブラックホールへと落ち込むと、磁力線に沿ってブラックホールから細いジェットとなって噴き出します。この長く伸びたジェットは以前から、様々な電磁波で観測されてきました。

米・ハーバード・スミソニアン天体物理センターのBradford Sniosさんたちの研究チームはNASAのX線天文衛星チャンドラで、このジェットを繰り返し観測しました。その結果、2012年と2017年の観測データから、ジェット中の一部分がブラックホールから遠ざかるように移動している様子がとらえられました


M87のブラックホールから噴出するジェットのX線画像
M87のブラックホールから噴出するジェットのX線画像。右下は2012年と2017年の5年間でジェットの一部が移動し暗くなっている様子を示したもの。(提供:NASA/CXC/SAO/B.Snios et al.)

詳しく調べると、ブラックホールから900光年離れた塊は見かけ上の速度が光速の6.3倍、2500光年離れた塊は2.4倍で運動している。これは「超光速運動」と呼ばれる現象で、物質がこちら向きに、光速に近い速度で移動する際に見られるものです。また、900光年離れたほうの塊からのX線は、5年間で約70%弱くなっていました。

超光速運動はこれまでにも電波や可視光線で観測されていましたが、この運動がX線で観測されたことと、塊からのX線が弱くなっていることは、間違いなくジェットを構成する粒子そのものが光速の99%以上で移動していることを示す重要な成果です。X線が弱く暗くなった理由は、粒子が磁場の周りで回転運動することでエネルギーを失ったためと考えられている。「私たちの研究で、M87から噴き出すジェットの粒子が光速に近い速度で移動していたことを示す、これまでで最も強力な証拠が得られました」(Sniosさん)。

チャンドラが観測したジェットの全長は1万8000光年にも及び、ブラックホールシャドウよりもはるかに大きい範囲を見ている。また、チャンドラが見ているのは数百年から数千年前にブラックホールから噴出したジェット中の物質であり、これはブラックホールシャドウが見せた観測当時のブラックホールの姿の、はるか昔の様子を知る手がかりを与えてくれるものです。チャンドラの観測は、ブラックホールシャドウの観測を補うという点でも重要な成果です


2020年1月9日
AstroArtsより
 

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