自然科学研究機構 国立天文台

No.466: 岡山天体物理観測所、宇宙最遠の巨大爆発を捉える

 宇宙では、しばしばガンマ (γ) 線バーストという現象が起こります。大質
量星が崩壊してブラックホールが作られる超新星という巨大爆発現象に伴い、
強いガンマ線のビームが特定の方向に放射されるものと考えられています。
ガンマ線だけでなく、バースト発生から時間が経つにつれて急速に暗くなる可
視光や赤外線での「残光」が捉えられれば、ガンマ線バーストの距離や性質を
詳しく調べることができます。こうしたガンマ線バーストは、その爆発現象の
巨大さのために、宇宙のはるか彼方でも発見されてきました (注1)。そして、
昨年に記録された GRB 080913 の赤方偏移=6.695がこれまでで最遠の記録で
した(赤方偏移の値が大きいほど、距離が遠いことを意味します)。
 しかし、ついに赤方偏移としてはじめて8の大台にのる天体が現れました。
2009年4月23日16時55分 (日本時) に発生したガンマ線バースト GRB 090423 
です。この天体は、アメリカのガンマ線天文衛星スイフトによって、しし座の
方向に検出されました。そして、地上の望遠鏡による追観測のため、その正確
な位置が全世界の研究者に伝えられ、即座に多くの望遠鏡が向けられたので
す。
 国立天文台岡山天体物理観測所の口径188センチメートル望遠鏡に装着され
た赤外線観測装置ISLE (アイル) も追観測を行い、この天体からの残光を捉え
ることに成功しました。岡山天体物理観測所では同時にガンマ線バースト専用
光学望遠鏡MITSuME (注2) でも観測しましたが、可視光ではまったく残光が見
えず、非常に大きな赤方偏移をしたバーストであることが示唆されました。遠
方天体からの光は宇宙空間にわずかに分布する水素原子に吸収されるので、波
長の長い赤外線しか届かないためです。岡山天体物理観測所で観測を実施した
吉田道利 (よしだみちとし) 所長は、「ちょうど赤外線観測装置の試験中で
ラッキーだった。まさか188センチメートル望遠鏡で宇宙最遠の天体が見られ
るとは想像していなかった。ガンマ線バーストはいつどこで起こるか予測がで
きないので、世界中に観測システムを整えておく必要を痛感した」と語ってい
ます。
 さらに、スペインにあるガリレオ望遠鏡 (口径3.6メートル) や、チリにあ
るヨーロッパ南天天文台の口径8メートル望遠鏡VLTなどで残光の詳しい分光観
測が行われ、その距離が GRB 080913 の記録を破る約131億光年 (赤方偏移
8.2) と求められました。この距離は、すばる望遠鏡が持つ世界最遠の銀河の
発見記録 (約129億光年、赤方偏移=6.96) をも上回るものです (注3)。すな
わち、岡山で捉えられたこのガンマ線バーストの残光の輝きこそ、これまで人
類が見た中では最遠の天体からの光ということになるわけです。
 現在、この天体について詳細な解析が進められています。ガンマ線バースト
の観測で成果を上げてきた「すばるGRBチーム」を率いる東京工業大学の河合
誠之 (かわいのぶゆき) 教授は「これからも同様な遠方のガンマ線バーストが
見つかる可能性がある。ことによると、赤方偏移が20以上の遠方に誕生したと
される、宇宙で最初に生まれた星が起こす爆発を目撃できるかもしれない。こ
のようなガンマ線バーストは銀河や星ができ始めたばかりの幼い宇宙を探る 
有力な手段となる」と述べています。これからもガンマ線バーストからは、目
が離せません。
注1:例えば、2005年9月4日 (日本時間) に検出されたガンマ線バーストGRB 
050904 は、すばる望遠鏡によって、128億光年 (赤方偏移=6.295) という正
確な距離が測定され、当時のガンマ線バーストとしての最遠記録を樹立しまし
た (アストロ・トピックス (139))。
注2:岡山天体物理観測所 ガンマ線バースト専用光学望遠鏡 MITSuMEについて
は、国立天文台アストロ・トピックス (178) を参照してください。
注3:すばる望遠鏡が持つ銀河の世界最遠方発見記録 (赤方偏移=6.96) につ
いては、国立天文台アストロ・トピックス (242) で解説しています。
注4:すばる望遠鏡は、スケジュールの都合でガンマ線バーストGRB 090423を
観測することができませんでした。
 
参照:
 宇宙最遠の巨大爆発を捉える
  国立天文台 岡山天体物理観測所
   http://www.oao.nao.ac.jp/public/research/grb090423/
 ESO プレスリリース (英語)
  http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2009/pr-17-09.html

 NASA Swift プレスリリース (英語)
  http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/cosmic_record.html
 国立天文台 アストロ・トピックス (139)
  すばる望遠鏡、宇宙最遠の巨大爆発をとらえる
   http://www.nao.ac.jp/nao_topics/data/000139.html
 国立天文台 アストロ・トピックス (178)
  岡山MITSuME望遠鏡、120億光年彼方の巨大爆発をとらえる
   http://www.nao.ac.jp/nao_topics/data/000178.html
 国立天文台 アストロ・トピックス (242)
  最も遠い銀河の世界記録を更新
  -宇宙史の暗黒時代をとらえ始めたすばる望遠鏡-
   http://www.nao.ac.jp/nao_topics/data/000242.html
 
      2009年4月30日            国立天文台・広報室

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