天文学者、天の川銀河の中心で消えた電波源を発見

混沌とした天の川銀河の中心部にある何かが地球に閃光を放っている。数週間にわたって電波を放射するが、翌日には消え、数ヶ月間は暗闇のままである。天文学者たちは2020年に初めてこの薄片状の電波放射体を発見し、1年以上にわたる断続的な観測を経て、この物体が非常に奇妙であるということ以外はほとんど確認できていない。この物体は、通常の容疑者の1つとして分類することができず、研究者たちはこれがまったく新しいタイプの天体である可能性があるのではないかと考えている。

「信号は明らかにランダムにオンとオフを切り替えている」と、電波源を特定したシドニー大学の博士課程の学生、ズィテン・ワン氏はプレスリリースで述べた。「このようなものは見たことがない」

アクションのある場所へ

この信号は、シドニー大学のタラ・マーフィー氏とウィスコンシン大学ミルウォーキー校のデイビッド・カプラン氏が主催したオーストラリア平方キロメートルアレイ・パスファインダー（ASKAP）を使用したパイロット調査中に現れた。天文学者らは最終的に、高さ3階建て、幅40フィート近い36基のアンテナからなる新設アレイを使用して、オーストラリアの空の4分の1を毎月変化する電波源を探し回ることを望んでいる。しかし、ASKAPの規模が拡大するにつれ、彼らはパイロット調査を銀河中心に集中させることに決めた。銀河中心は、重力によってあらゆる種類の異質な物体が宇宙の水飲み場のような場所に引き寄せられる場所だ。

「その近くでは、超大質量ブラックホール、マグネター、パルサーなど、さまざまな奇妙な現象が起きていることはわかっています」とカプラン氏は言う。「私たちはそれを調べたかったのです。」

王氏は、調査の最初の一連の観測結果を分析しているときにこの異常に気づいた。2019年10月にASKAPが何も観測しなかった場所で、2020年1月に1点が電波で明るく輝いた。

4月に研究者らは、電波を発して脈動する小さな回転する星、パルサーの観測を専門とする単一アンテナのパークス天文台でその地点に狙いを定めた。しかし、この装置は何も見つけられなかった。

彼らは南アフリカの MeerKAT アレイに飛び込んだ。このアレイは持続信号と脈動信号の両方を検出できる。彼らは何ヶ月もの間、定期的に空の点を確認したが、それは暗いままだった。チームが希望を失い始めた頃、今年 2 月に突然 MeerKAT が明るい点を発見した。その信号は本物だった。

「その後、全力で攻撃します」とカプラン氏は言う。

その後数か月にわたって、天文学者たちは MeerKAT を使ってこの天体を散発的に観測し続け、2 つの X 線衛星と近赤外線望遠鏡で観測時間を確保することに成功した。しかし、謎は深まるばかりだった。

他とは違った情報源

この物体は、総合的に見て天文学者がこれまで見たことのないパターンで電波を放射している。

今年初めの数週間は輝いていたが、突然再び消えてしまった。「ある日突然消えたかと思うと、次の日には消えていたという事実は、さらに奇妙なことが起こっていることを物語っている」とカプラン氏は言う。

予測できない点滅に加えて、この物体は異常に整然とした信号を送信します。ほとんどの発信源はランダムな方向に電波を発しますが、この物体からの電波は他の電波よりも特定の方向に頻繁に届きます。これは偏光と呼ばれる現象です。偏光波は通常、強力な磁場から発生し、電子の螺旋運動を同期させて整然とした電波を放射します。

赤色矮星、マグネター、褐色矮星などの典型的な宇宙の磁石は、他の形態の放射線で明るく輝く。しかし、この場合は、天文学者が観測したのは電波だけだった。X線衛星と赤外線機器による調査では、謎の物体の兆候は見つからず、これは新しい種類の磁気システムであることを示唆している。

新しい変人

火曜日の天体物理学ジャーナルで発表された研究チームの観察結果に基づき、カプラン氏はこの物体に関するいくつかの結論に自信を持っている。

それはきっと小さいに違いない。そうでなければ、一日で消えるはずがない。そしてその偏光パターンは、その発生源が強力な磁場に包まれていることを示唆している。

この物体はほぼ間違いなく天の川銀河の中にあり（背景の銀河ではない）、と彼は言う。星間塵は宇宙を移動する光の偏光を乱すが、この源からの偏光電波は干渉の兆候をほとんど示さないため、おそらく遠くまで移動していないだろう。

また、地球外からのビーコンである可能性も極めて低いです。私たちが通信を行うときは、単一​​周波数の電波を使用します。この信号には、多くの自然発生源と同様に、広範囲の電波が含まれています。

最も明らかな候補を除外すると、この謎の物体は、カプラン氏が「奇妙な雑多なもの」と呼ぶ、いわゆる銀河中心の電波過渡現象 (GCRT) に分類される可能性がある。この一握りの異常現象は、天の川銀河の中心のこれまでの電波調査で解明されていない謎だ。それぞれが明確に放射しているが、どれも一見ランダムな方法で偏光した電波を点滅させるという共通の一般的な動作をしている。

GCRT の出現は、電波天文学者が、これまで見たことのない種類の白色矮星など、主に銀河の中心で起こっている新しいタイプの宇宙ドラマを発見する寸前にいることを意味するのかもしれない。あるいは、天の川銀河の中心部で電波調査が重なりすぎて、銀河の外縁部をカバーしきれなかったために生じた偶然である可能性もある。

ASKAP や他のアレイによる今後の調査では、より多くの方向からより頻繁に電波を拾うことになり、GCRT が発見なのか幻影なのかを天文学者が解明するのに役立つ可能性がある。

「もっと多くのラジオ受信機があれば、何が起こっているのか実際に理解できると思います」とカプラン氏は言う。「ラジオの世界は、本当に未開拓です。」