すばる望遠鏡が解明、本当に50億光年の彼方からやってきていた 謎の天体・高速電波バースト

このプレスリリースは、2016年2月25日に東京大学より主導発表されたものです。詳しくは、東京大学大学院理学系研究科のプレスリリースをご覧ください。

電波望遠鏡(注1)で夜空を観測していると、継続時間がわずかに数ミリ秒という極めて短い、「高速電波バースト(Fast Radio Burst=FRB)」という謎のフラッシュ現象が起きます。数年前に発見されたばかりで、観測された電波の特徴から、パルサー(注2)などの銀河系内の既知天体ではなく、銀河系外、しかも50から100億光年という宇宙論的な遠距離(注3)からやってきていることが示唆されていました。しかし、直接的な距離測定はこれまで全く例が無く、実は天体現象などではなく地球大気における発光現象ではないかという主張すらありました。今回、東京大学や国立天文台などを含む国際研究チームは、オーストラリアのパークス電波天文台が発見したFRBに対してすばる望遠鏡で追観測を行い、初めてFRBが発生した遠方の銀河を突き止め、その距離が50億光年という遠距離であることを証明しました。これにより、FRBは本当に宇宙論的遠距離にある巨大な爆発現象であることが明らかになり、また、宇宙における通常物質(バリオン)の大半が未検出だったという、宇宙論上の「ミッシングバリオン問題」が解決しました。今後、FRBの正体を明らかにし、また宇宙論研究に応用するため、さらなる研究の活発化が期待されます。

注1:可視光や赤外線よりさらに波長が長い電磁波を電波と呼び、電波望遠鏡で宇宙の天体現象の観測が行われている。今回の話題であるFRBは、典型的に振動数がギガヘルツ程度の電波で発見される。

注2:超新星爆発の後に残る中性子星が、1012ガウスほどの磁場を持ち、数十ミリ秒から数秒の周期で回転している星。周期的な電波放射を行い、パルサーとして観測される。

注3:光の速さで到達するのに宇宙の年齢(約137億年)に匹敵する時間がかかる距離を宇宙論的距離と呼ぶ。数十億光年より大きな距離を指す。

観測領域とすばる望遠鏡が取得したFRB母銀河
左上パネル:パークス電波天文台が観測した全領域。白丸の中でFRBが発生すると検出できるが、白丸の中のどこかはわからない。今回のFRBは、水色の丸の中で発生した。
右側の3パネル:左上パネルの拡大図。右側の2、3列目のパネルには、すばる望遠鏡で取得したデータによるFRB母銀河の画像が示されている。周辺の多くの星や銀河に比べて、色が赤いことがわかる(楕円銀河は、最も赤い部類の銀河)。
下パネル:すばる望遠鏡でFRB母銀河を分光してスペクトル(波長ごとの光にわけた強度分布)にしたもの。黒が観測データ、青い線が楕円銀河の標準的なスペクトルで、いくつかの元素の吸収線や全体的な形が良く一致している。これにより、赤方偏移がz=0.492と決定された。 オリジナルサイズ(1.14MB)

この研究成果は、英国の科学雑誌『ネイチャー』に2016年2月25日付で掲載されました(E. F. Keane et al. 2016,“The host galaxy of a fast radio burst”)。

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