天の川銀河中心に高エネルギー宇宙線のトラップ
【2017年7月25日 NASA】
宇宙線とは光速に近い速度で運動する高エネルギー粒子のことで、その約90%は陽子である。宇宙線の進路は銀河中を飛び交ううちに磁場の影響で変わってしまうため、その起源をたどることはできないが、宇宙線が物質と作用してガンマ線を放射する際に情報を得ることができる。
「フェルミ」によるガンマ線で見た全天図。天の川の銀河面、明るいパルサー、超大質量ブラックホールからの明るい放射がとらえられている(提供:NASA/DOE/International LAT Team)
2016年3月に国際研究チームは、アフリカ南西部ナミビアに設置されたヘス望遠鏡による10年以上にわたる天の川銀河の中心領域の観測から、ガンマ線を伴った非常に激しい活動を明らかにした(参照:「天の川銀河の中心から届く、超高エネルギー宇宙線」)。拡散したガンマ線のエネルギーは50兆電子ボルトにまで達している。
ヘス望遠鏡(提供:H.E.S.S., MPIK/Christian Foehr)
オランダ・アムステルダム大学のDaniele Gaggeroさんたちが今月発表した分析結果は、NASAのガンマ線天文衛星「フェルミ」による低エネルギーのガンマ線観測データとヘス望遠鏡による高エネルギー観測のデータを合わせたもので、エネルギー幅が数百倍にもわたる銀河中心部の連続ガンマ線スペクトルが得られている。
「明るい光源を差し引くと、フェルミとヘス望遠鏡のデータはよく一致しています。観測手法や観測エネルギー域が異なる両望遠鏡の結果が一致しているのには、少し驚きました」(スペイン・理論物理研究所 Marco Taosoさん)。この一致は、銀河中心から観測されたガンマ線が天の川銀河内の他の領域で発見される宇宙線を起源としていることを示している。
一方で、1000兆電子ボルトに達するほどの最も高いエネルギーを持つ粒子の動きは、銀河中心領域では銀河内の他の領域よりも非効率的になる。これらの粒子から生じた最高エネルギーのガンマ線がヘス望遠鏡で観測されたものだ。
「天の川銀河の最も内側の領域にある宇宙線、特に最もエネルギーの高い宇宙線の大半が、銀河中心の向こう側の活発な領域で生成され、その後に銀河中心のガス雲との相互作用で減速するのだと考えられます。フェルミとヘスが観測したガンマ線放射の多くは、その相互作用で生成されたものでしょう」(Gaggeroさん)。
〈参照〉
- NASA:Gamma-ray Telescopes Reveal a High-energy Trap in Our Galaxy's Center
- Physical Review Letters:Diffuse Cosmic Rays Shining in the Galactic Center: A Novel Interpretation of H.E.S.S. and Fermi-LAT Gamma-Ray Data 論文
〈関連リンク〉
関連記事
- 2024/03/07 天の川銀河に降る水素ガス雲は外からやって来た
- 2024/01/19 天の川銀河の折り重なる磁場を初めて測定
- 2023/11/21 太陽系が生まれた場所は今より1万光年も銀河の内側
- 2023/09/26 天の川銀河中心の分子雲の距離と速度を精密計測
- 2023/09/12 天の川銀河の中心から遠い星ほど重元素は少ない
- 2023/05/31 世界最高解像度の気球望遠鏡が宇宙ガンマ線を観測
- 2023/03/30 宇宙で最初の星はひとつではなかった
- 2023/02/13 ガンマ線観測でダークマター粒子の性質をしぼり込む新成果
- 2023/02/03 AIで距離判定、天の川銀河のガス雲分布を描く
- 2022/12/14 隕石のアミノ酸はガンマ線で作られた可能性
- 2022/12/12 【星ナビ取材】ガンマ線でリュウグウの謎に挑む研究の最前線
- 2022/09/30 天の川銀河中心で光速の30%で回るガス塊
- 2022/09/16 星形成の運命を決めた天の川銀河の棒構造
- 2022/09/12 フェルミバブルで最も明るいガンマ線源、実は奥の矮小楕円銀河だった
- 2022/09/05 天の川銀河の取り巻きは、少なくないが偏っている
- 2022/06/21 軟ガンマ線の画像化技術を確立、銀河中心やかに星雲を気球観測
- 2022/06/17 天の川銀河の大規模調査、ガイア第3期データの完全版公開
- 2022/06/14 超新星爆発せずに生まれたミリ秒パルサー、過剰ガンマ線の起源か
- 2022/04/04 天の川銀河の腕と腕の間にも星の材料
- 2022/03/30 天の川銀河の厚い円盤は130億年前から形成が始まった