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【宇宙】かに星雲から放たれる高エネルギーのガンマ線。広い領域から届いていたことを初確認 [11/18]
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0001サンダージョー ★2019/11/19(火) 14:34:25.64ID:CAP_USER
2019.11.18
https://sorae.info/astronomy/20191118-crab-nebula.html
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/07/430453main_crabmosaic_hst_big_full-e1565666971736.jpg

1054年におうし座で観測された超新星の残骸である「かに星雲」は、可視光線やX線だけでなく、より波長が短い電磁波の一種「ガンマ線」も放っています。今回、そのガンマ線がかに星雲のどこから放たれているのかを詳細に観測した研究の成果が発表されました。
■一点からではなく広い範囲からガンマ線が放たれていた

1054年に観測された超新星爆発は、藤原定家の「明月記」をはじめ複数の古文書に記録が残されています。その残骸であるかに星雲の中心には超新星爆発によって誕生したとみられる中性子星「かにパルサー」が存在することが知られているほか、近年では超高エネルギーガンマ線の発生源としても注目されています。

今回、高橋忠幸氏(東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構)らはナミビアの「ヘス望遠鏡」を使い、かに星雲の超高エネルギーガンマ線を観測しました。実は、かに星雲のガンマ線がどれくらいの範囲から放たれているのかは、観測技術の制約もあって明らかではなかったのです。
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/11/hess-01.png
今回の観測によって、かに星雲からのガンマ線は点のような狭い範囲から放たれているのではなく、一定の広い範囲から放たれていることが初めて判明しました。その範囲は、かに星雲をX線で見た場合よりも広く、紫外線で見た場合よりも狭いこともわかりました。
かに星雲が放っているような超高エネルギーガンマ線は、高速で移動する電子が光子にエネルギーを与える「逆コンプトン散乱」という仕組みで生じると考えられています。研究チームは、今回の観測結果がこの説を強く支持するものだとしています。

■地上の望遠鏡ならではの仕組みを持つ「ヘス望遠鏡」
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/11/Array_overviewS.jpg

今回の観測に用いられたヘス望遠鏡は、欧州各国や日本などが共同で運営する観測施設です。名称の「H.E.S.S.(High Energy Stereoscopic System)」は、1912年に宇宙線を発見したヴィクトール・フランツ・ヘスにちなんで名付けられました。

ヘス望遠鏡は超高エネルギーガンマ線の観測に特化しており、高エネルギーのガンマ線が地球の大気中で発生させる「チェレンコフ光」を捉えることでガンマ線の発生源を観測する「大気チェレンコフ望遠鏡」が、大小5基設置されています。地球の大気をも利用する、地上に建設された望遠鏡ならではの仕組みと言えます。

ただ、大気を利用するシステムであるため、精密な観測を行うには大気の状態を正確にシミュレートする必要があります。今回の観測では実際の観測条件に沿った地球大気のシミュレーションデータを構築することに成功し、ガンマ線が飛来してきた方向の誤差を従来の約半分に削減。かに星雲を超高エネルギーガンマ線で見た場合のサイズを測定することにつなげています。
0003ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 14:40:47.78ID:wp9DpKxN
ガンマ線ばっかりよく聞くけど
アルファ線やベータ線もあるの?
0004ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 14:43:49.25ID:uMzQxQpV
>>2
超なつ
0005ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 14:45:55.85ID:rV8aDfpI
>>2
あじゃぱー
先に書かれてたw
0006ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 14:46:47.63ID:Quztmp2k
>>1
こ、これが蟹光線
0007ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:12:47.17ID:LJstdDoY
>>2
積尸気はかに座のプレセペ星団の中国名
かに星雲とは関係ない
0008ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:17:05.93ID:3D34QXG+
>>3
アルファやベータはなにかの物質に当たるとすぐ崩壊するが
ガンマは通り抜ける性質がある。
そのためより遠くまで達するため観測しやすい特性がある。
たぶん、かに座の前で観測すればアルファもベータも観測できるんじゃないのか?
ところでどうだ?オマエ様のナニは遠くまで飛ばせるか?
おれのはベータくらいかな?。w
0011ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:42:36.95ID:TIVFBKav
フォッフォッフォッフォッフォッフォッ
0012ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:44:57.74ID:YrlNCp/8
「説明しよう!カニ星人が発射する強力なガンマ光線を浴びた人間は元気を吸い取られてしまうのだ!!」
0013ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:46:18.91ID:81NtvrL3
>>1
じゃあベテルギウスもヤバいんじゃねーかな?
0014ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 15:54:44.64ID:s1u80yri
天体からのガンマ線は地上までは到達しないから、ガンマ線そのものではなく
ガンマ線が大気中で起こすチェレンコフ光を観測してる
0017ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 16:03:48.98ID:+P3AomLI
>>2
>>6
お前ら素晴らしいw
0018ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 16:09:48.63ID:s1u80yri
かに星雲からのガンマ線は1989年に最初に検出されてるけど
この話は2011年に100GeVレベルの超高エネルギーガンマ線が
観測されたのが発端

しかもそれは単なる放射ではなく、ごく短いパルスとして放たれていた
ので、それまでの理論では説明できなかった
0019ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 16:28:28.69ID:GnN7/Rr7
「カニ面」というグロい料理
0020ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 16:36:39.61ID:s1u80yri
この謎は2012年、光速近くまで加速されたパルサー風に
よって説明できる事が示された

つまり、超高エネルギーガンマ線はかにパルサーそのものではなく、
その周囲の星雲から出ているという事が分かった
0024ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 17:29:51.07ID:s1u80yri
パルサー風によって周囲の超新星残骸に伝達されるエネルギー量は
パルサーが失っていくエネルギー量にほぼ等しい

パルサーの強力なパルス放射は、実際にはエネルギーの数%を
占めるに過ぎない
0026ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 17:46:45.85ID:jhLb+6d6
>>7
> 積尸気はかに座のプレセペ星団の中国名
> かに星雲とは関係ない

1行目は知らんかった・・・ヘー
仏教用語か何かと思ってた


ところでおまえら蟹座って見たことあるか?
どうせねーんだろw
確か12星座で一番暗いんだぜ
0027ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 18:05:48.87ID:s1u80yri
パルサー風は中性子星から吹き出す荷電粒子の流れであり
ほぼ光速近くまで加速されている

これが0.5光年ほどの位置で超新星残骸に衝突して衝撃波を生み、
そのエネルギーにより電子がPeVまで加速される
この極めて光速度に近い電子が今度は光子にエネルギーを与え、
超高エネルギーのガンマ線が生成される

いわば、かに星雲そのものが粒子加速器として機能しているわけで
その範囲は数光年に及ぶ
0028ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 18:10:46.20ID:a54Cirj4
えびー
0029ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 18:17:46.02ID:Kg3+eGxC
しょせんはカニだしなぁw
0031ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 19:06:49.20ID:s1u80yri
ガンマ線放射の範囲を示した画像は、X線観測衛星チャンドラの画像に
ヘス望遠鏡で特定した範囲を重ね合わせたもの

X線で輝いているほぼ全域からガンマ線が出ている事が分かる
つまりX線が逆コンプトン効果でさらに加速され、ガンマ線となっている
0032ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 19:20:46.33ID:s1u80yri
一方で、X線観測衛星 XMM-Newtonの紫外線画像と重ね合わせたものでは
紫外線を放っている領域よりは幾分小さい事が分かる
0033ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 19:26:43.24ID:LvKYv4EK
>>13
ヤバいってガンマ線バースト?

ベテルギウスは太陽の20倍程度の質量しかなく、超新星爆発(U型)を起こしてもブラックホールを残さないから
ガンマ線”バースト”は発生しない (まぁ100万年ほど先らしいからどうでもいいけど)
0035ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 19:37:55.50ID:6oDfeCPe
カニカニドコかに?
0037ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 20:22:56.34ID:s1u80yri
ちなみに、かに星雲からのガンマ線は最も高い強度で
450TeVが観測されてる

かにパルサーの質量は1.4太陽質量としごく典型的だから
超新星爆発残骸はどれも同程度に危険な存在になり得る
0038ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 20:24:17.37ID:y0lnqq/W
かに道楽
0041ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 21:04:00.79ID:l+1G5Xby
AFN(昔のFEN)のCMばっか集めた英語教材が20年前にあってさ、
ラドン対策した家に住んでるか?って米軍家族に注意喚起してるCMがあって。
日本でそんなの聞いたこと無いし、アメリカ人てそんなに宇宙線気にして生きてるのかな?
屋根に厚い鉄板でも入ってるの?
0042ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 21:13:53.08ID:9xN0k3Wj
>>2
これをみにきた。
0043ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 21:49:32.07ID:s1u80yri
超新星残骸からのガンマ放射は大まかに2つの生成原理に
分けられると考えられている

1つは中性子星からの荷電粒子が磁場によって曲げられる際の
輻射として放たれるもの
これはGev程度の低エネルギーのガンマ線として現れる
0044ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 21:51:07.86ID:s1u80yri
もう一つが荷電粒子流がパルサー風として終端衝撃波面を形成し
電子を加速するもの
この場合、光速近くまで加速されたパルサー風のエネルギーの
殆どが電子の加速に使われる

この超高エネルギー電子が星雲内を飛び交い、X線などの光子と衝突して
それらを加速し、数百Gev以上のガンマ線にする
0045ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 21:59:45.52ID:fLbkNHWJ
>>33
>超新星爆発(U型)を起こしてもブラックホールを残さない

それとガンマ線バーストとは何の関係もない
ガンマ線バーストは起こる
ただし自転軸の角度の関係で地球直撃はないとされている
だが、それは民衆を不安にさせないための方便であり、自転軸の角度が爆発しても
不変を保つわけがないので、直撃の可能性を否定することはできない
0049ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 22:40:33.82ID:W6/v2Cs2
>>3
アルファ線、ベータ線は質量が在るからな
仮に地球に到達したら黒点異常と比べ物にならない現象が発生するのでは
0050ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/19(火) 23:20:43.46ID:vAwEz7VP
>>31
天文学って、X線とγ線の区別を単に波長だけでしてるんだっけ?
核物理とかの定義だとγ崩壊由来じゃなきゃどんな物理現象で加速されようとX線だけど
0051ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/20(水) 00:33:28.95ID:vv9RY0Op
そもそも観測時には発生機序は不明だったりするわけだから
天文学では、100keV超からはガンマ線という扱いだったと思う
0054ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/20(水) 11:19:30.66ID:ZJ/d17X4
>>1
藤原定家がみた超新星はかに星雲とは別のやつだったんじゃないかな?
0055ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/20(水) 13:48:50.42ID:vOSFoX4c
>>26
ふはははは
今年スマホをぺりあに変えて4、5等星まで写るカメラにした田舎住まいの自分は分かるようになったんだぜ

黒猫の悲しい呪いも解けて善き哉善き哉
0056ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/20(水) 18:04:25.51ID:cRu+YkgI
かに星雲のX線は天体のエネルギー放射の単位になってるくらい
メジャーなんだけど、ガンマ線もそうなったりするんかな
0058ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/23(土) 18:37:48.35ID:hCkdtCog
あーなるほどわかった
チョンチョンはこれに恐怖してるんだな
0060ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/11/25(月) 22:55:17.51ID:Z6CgPYVA
かに星雲で思い出すのはやはりASTRO-Hかな
自壊する前日、ASTRO-Hが最後に観測したのが
かに星雲の軟ガンマ線だった

1回目の観測を終えた後で壊れてしまって、データは
予定の5%しか得られなかったが…
0061ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/12/01(日) 22:52:33.85ID:FjML2eJI
ガンマ線の元になる高エネルギー電子の加速原理に関する理論が
発表されてるね

BHや中性子星の周囲にある電離ガスが、カオス的な運動をする事で
磁力線が引きずられ、激しい磁気再結合が起きてるらしい
それによって、電子が高エネルギーまで加速されるというもの

この結果はカオス的現象を再現する専用のシミュレータによって導かれており
かに星雲の実際のデータと比較する事で検証される予定
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