宇宙における非常にまれで特異な超高輝度光のバーストは、NASA のハッブル宇宙望遠鏡のイーグル アイのおかげでさらに特異なものになりました。この現象は、Luminous Fast Blue Transient (LFBOT) として知られ、どの銀河からも遠く離れた場所で予期せず点滅します。その位置を正確に特定できるのはハッブルだけです。この結果は天文学者をさらに混乱させるだけでした。まず、彼らは LFBOT が何なのかを知りません。ハッブルの結果は、彼らがいくつかの考えられる理論を除外し、さらにわかっていることはさらに少ないことを示しています。
LFBOT は、宇宙で最も明るい既知の可視光イベントの 1 つであり、カメラのフラッシュのような突然の爆発です。 2018 年に最初に発見されて以来、発見されたのはほんの一握りです。この出来事は約 2 億光年離れた場所にあり、「The Cow」と呼ばれています。現在、LFBOT は年に 1 回検出されます。
LFBOT が最初に検出された後、複数の望遠鏡が X 線から電波までの電磁スペクトル全体で LFBOT を観測しました。 AT2023fhn と名付けられ、「フィンチ」という愛称で呼ばれたこの短いイベントは、LFBOT の明らかな特徴をすべて示しました。それは強烈な青い光で輝き、急速に進化し、暗くなるまでに数週間から数か月かかる超新星とは異なり、明るさのピークに達してから数日以内に減光します。
しかし、これまでに観測された他のLFBOTとは異なり、ハッブルはフィンチが2つの隣接する銀河、つまり約5万光年離れた近くの渦巻銀河と約1万5千光年離れた小さな銀河の間に位置していることを発見した。
カラーキー、スケールバー、コンパス矢印を備えた「AT2023fhnHSTWFC3/UVIS」というタイトルの画像には、ビロードのような黒い宇宙の背景に 3 つの銀河が示されています。最大のものは、画像の中央にある白と青の渦巻銀河です。 2 つの小さな銀河は左側の白い斑点です。画像の上部近くにある赤いポインターが付いた奇妙な白い塊は、未知の物体の爆発のまばゆい光ですが、どの銀河にも関連付けられていません。画像クレジット: NASA、ESA、STScI、AshleyChrimes (ESA-ESTEC/ラドブルード大学)
「ハッブル観測は本当に重要でした。この天体が他の同様の天体と比べて異常であることに私たちに気づかせてくれました。なぜなら、ハッブルのデータがなければ、私たちはそれをまったく知ることができなかっただろうからです」と、近々発行される王立天文学協会（MNRAS）の月刊通知に掲載されるハッブル論文の主著者であるアシュリー・クリスマス氏は述べた。彼は欧州宇宙機関の研究者でもあり、オランダのナイメーヘンにあるラドボウド大学で働いていました。
これらの恐ろしい爆発は、核崩壊超新星として知られる稀なタイプの超新星であると長い間考えられてきましたが、超新星爆発を起こした巨大な星は恒星の標準に照らして寿命が短くなります。したがって、巨大な原始星は、爆発する前に、その誕生の地、つまり生まれたばかりの星の集団から遠くに移動する時間がありません。これまでのLFBOTはすべて、星の誕生が進行中の銀河の渦巻腕で発見されているが、フィンチはどの銀河にも存在しない。
「LFBOT について知れば知るほど、彼らは私たちを驚かせます」とクレムス氏は言います。 「私たちは、LFBOT が最も近い銀河の中心から遠く離れた場所で発生する可能性があることを示しました。そしてフィンチの位置は、あらゆる種類の超新星から予想されるものと一致しません。」
2 日ごとに北の空全体をスキャンする超広角地上カメラであるツヴィッキー一時施設は、2023 年 4 月 10 日に初めて天文学者に「フィンチ」について警告しました。発見後、研究者らは事前に計画された観測プログラムを開始し、待機状態を維持し、潜在的な LFBOT 候補にすぐに注意を向けられるように準備を整えました。
チリのジェミニ南望遠鏡を使った分光測定では、フィンチの気温が華氏3万6000度にも達していることが判明した。ジェミニ望遠鏡は地球からの距離を決定するのにも役立ち、その明るさを計算できるようになりました。これらの発見は、NASAのチャンドラX線天文台や米国科学財団の地上設置超大型アレイ電波望遠鏡など、他の天文台からのデータと合わせて、この爆発が確かに低周波天体爆発であったことを裏付けている。
ある理論では、LFBOT は星が中質量ブラック ホール (太陽質量 100 ～ 1,000 個) に飲み込まれた結果である可能性があるというものです。 NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の高い解像度と赤外線感度を利用して、最終的にはフィンチャーが 2 つの隣接する銀河のうち 1 つの外側のハローにある球状星団内で爆発したことを発見することができるかもしれません。球状星団は、中質量ブラックホールが見つかる可能性が最も高い場所です。
フィンチの異常な位置を説明するために、研究者らは、それが母銀河から遠く離れた場所で、数十億年にわたって互いに螺旋を描き合ってきた2つの中性子星の間の衝突の結果である可能性を検討している。この衝突により、通常の超新星よりも 1,000 倍強力な爆発であるキロノバが発生します。しかし、非常に推測的な理論の 1 つは、中性子星の 1 つであるマグネターが高度に磁化されている場合、爆発の力がさらに大幅に増幅され、通常の超新星よりも最大 100 倍明るくなるというものです。
「この発見は、答えよりもはるかに多くの疑問を引き起こしました」とクリスマス氏は語った。 「考えられる多くの説明の中から正しい説明を見つけるには、さらなる研究が必要です。」
天文過渡現象はいつでもどこでも発生する可能性があり、天文学的には比較的短命であるため、研究者は空の広い範囲を継続的に監視してそれらを検出し、ハッブルなどの他の天文台に追跡観測を行うよう警告する広視野空調査に依存する必要があります。
研究者らは、現象をより深く理解するには、より多くのサンプルが必要であると述べています。地上のベラ C. ルービン天文台など、今後登場する全天測量望遠鏡は、その背後にある天体物理学によっては、さらに多くの現象を検出できる可能性があります。