要約:
アインシュタイン探査衛星は、最初のフラッシュが消えた後も 10 分間近く軟 X 線を放射し続ける短いガンマ線バーストを観測し、中性子星などの高密度天体の合体後の、これまで検出が困難であった活動段階を明らかにしました。研究者らは、これらのX線は合体によって残された破片から来ている可能性があり、短いガンマ線バーストや重力波の発生源を理解するための新たな観測手掛かりを提供すると考えている。
短いガンマ線バーストは、一般に、2 つの中性子星が互いに軌道を周回し、最終的には合体するなどのコンパクトな天体によって引き起こされると考えられています。合体は重力波と宇宙で最も強力なバーストの 1 つを生成しますが、最初のガンマ線フラッシュは 0.5 秒以内に消えることがよくあります。従来の狭視野 X 線望遠鏡の多くは、ターゲットに向かう前にガンマ バースト警告を受信する必要があるため、バーストの初期段階で、より弱く低エネルギーの軟 X 線信号を見逃すことがよくあります。
2025 年 7 月 4 日、アインシュタイン探査機は、イベント中に EP250704a/GRB 250704B 番号が付けられた爆発を捕捉しました。この現象は当初、通常の短いガンマ線バーストのように見えましたが、0.5秒未満続く明るい閃光が、SVOMガンマ線モニター、アイ衛星高エネルギー望遠鏡、およびアインシュタインプローブ広視野X線望遠鏡によって同時に検出されました。しかし信号は消えなかった。その後、線源は10分間近くにわたって軟X線を複数回放出した。北京師範大学の博士課程の学生であり、アインシュタイン探査機の一時的な発信源の当番の研究者であるリー・アン氏は、衛星警報を受信した後、すぐに予備分析を実施した。
研究チームは、この長期間の放射線はかなりのエネルギーを運ぶが、そのスペクトルは主に軟 X 線の範囲にあると指摘しました。典型的な宇宙規模のバーストの場合、信号はスウィフト衛星のGRB警報望遠鏡などの従来のガンマ線機器の検出閾値を下回っているため、過去のミッションでは最初の短い閃光のみが記録され、その後の活動が見逃されていた可能性がある。
その後、国際チームは X 線、可視光から電波帯までの共同観測を実施しました。ローマ・サピエンツァ大学のエレオノラ・トロイア氏のチームは、スペクトル分析を通じて重要な赤方偏移データを取得し、主銀河を確認し、距離を測定した。マルチバンド観測では超新星を伴う可能性も排除され、信号がコンパクトな天体の合体から発生したという強力な証拠が得られた。
信号のタイミングと変化する特性は、持続的な X 線が外側に広がる衝撃波からではなく、合体した残骸から直接来ている可能性があることを示しています。香港大学の博士課程学生、イン・イーハン氏が主導した高エネルギー分析により、EP250704aの明るさが急速に変化し、スペクトルも時間とともに変化することが判明した。これらの特徴は、その後の X 線および可視光の残光の変化と組み合わせると、短いガンマ線バーストの後に中央エンジンが継続的に活動したことを示しています。考えられる説明の一つは、この合体によってマグネターが形成されたということです。マグネターは高速回転と非常に強い磁場を持つ中性子星で、X線放射のエネルギーを供給し、外部にエネルギーを注入し続けます。この説明は依然として研究者によって提案された可能性のあるメカニズムです。
2017 年に科学者が中性子星の合体によって生成される電磁放射と重力波を初めて同時に検出して以来、天文学者は合体プロセスとその後の進化を明らかにできる信号を探してきました。研究者らは、今回発見された軟X線成分は新たな観測方法を提供するもので、高速X線過渡現象が重力波源の電磁対応物となる可能性があり、コンパクトな天体の合体に由来する可能性があることを示している可能性があると述べた。他の短いガンマ線バーストは、同様の長時間持続する軟 X 線を伴う可能性がありますが、以前の装置では捕捉することが困難でした。
研究チームは、この発見により中性子星の合体についての理解が広がり、科学者が合体デブリをさらに研究し、中性子星の状態方程式を制約するのにも役立つ可能性があると考えています。関連論文は、2026年8月10日付けの「サイエンス・ブレティン」に掲載された。この研究は、北京師範大学、南京大学、ローマ・サピエンツァ大学、香港大学などの研究者らによって完了した。
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