まずは下の写真をご覧ください↓



物理と宇宙と茶わん蒸し(仮)-gamma


真ん中で明るく輝いている部分がありますね。これは実はガンマ線バースト(gamma-ray burst 略してGRB)の様子をとらえた写真なんですが、その中でも放出されるエネルギー量が過去最大だったものです。


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NASAが去年打ち上げたフェルミ・ガンマ線天文衛星が撮影した写真で、地球からおよそ120億光年離れた場所での様子です。


そもそもガンマ線バーストって何?という方は下の説明をご覧ください。



物理と宇宙と茶わん蒸し(仮)-gamma

(出典:京都大学 戸谷先生のサイト)


この画像は、現在までに得られた観測事実に基づいて理論的に考察されたガンマ線バーストの概念図です。ガンマ線バースト(gamma-ray burst, 略してGRB と呼ばれる)は、宇宙最大の爆発とも言われる巨大で激しい爆発現象です。X線よりさらにエネルギーの高いガンマ線と呼ばれる電磁波で、数秒から数十秒程度の間、突然明るく輝きます。このような現象が1日に1回程度の頻度で、空のどこかで突然起こります。(ガンマ線は目に見えないのでわかりませんが、ガンマ線観測衛星で発見されます。) 1970年代に発見された後,長らく謎の天体とされてきましたが、1997年以降、劇的に研究が進展しました。現在では、100億光年以上という遥か宇宙論的な遠方で、太陽よりも何十倍も重い星がその進化の最後に燃え尽きて超新星爆発を起こすときに発生する現象である事がわかっています。しかしその発生頻度は普通の超新星よりずっと低い珍しい現象であり、普通の超新星爆発よりずっと大きなエネルギーが放出されます。そのため、GRB を伴うような巨大な超新星 (supernova) のことを極超新星 (hypernova) と呼ぶ事もあります。爆発前の星は、水素やヘリウムなどの外層がはがれた状態と考えられ、中心に鉄(Fe)のコア、その周りにより軽い元素(ケイ素 Si, マグネシウム Mg, ネオン Ne, 酸素 O, 炭素 Cなど)からなる外層がとりまいています。中心の鉄コアが重力に負けてつぶれ、中心部に高速回転するブラックホールができます。ブラックホールには、周囲の物質が円盤状に落ち込みます(降着円盤)。その際、円盤面に垂直な二方向に「ジェット」と呼ばれる細く絞られた質量放出が起こり、それらが星の外層を突き破った時にガンマ線が放出されると考えられています。このジェットは大変な速度で、ほぼ光速(99.99%以上!)に達します。ガンマ線の放出はジェットの方向に細く絞られており、我々がたまたまそのジェットの方向にいる時だけ、ガンマ線バーストとして観測されます。

なお、ガンマ線バーストには継続時間が約2秒以下のものと2秒以上のものと二つの種族に分かれるとされ、ここで説明したものは継続時間の長いガンマ線バーストのものです。短い方は、連星中性子星やブラックホールの合体とも言われていますが、まだよくわかっていません。

ガンマ線バーストそれ自体が大変興味深い天体ですが、もう一つ、重要な役割があります。宇宙論的な遠方からでも観測可能なため、宇宙初期の星や銀河の形成活動を探ったり、初期宇宙の物理状態を調べたりなど、宇宙論研究への応用も始まっています。今や、ガンマ線バーストは銀河やクエーサーと並ぶ重要な最遠方宇宙探索の手段となりつつあります。現在までに発見されている最遠方のガンマ線バーストは、宇宙誕生後わずか10億年以内に発生したものです。(現在の宇宙の年齢はビッグバン後約140億年です。)



以上、http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/~totani/grb_image/index.html より引用。



その機構自体がまだ完全に解明されていない天体現象であることにも興味はありますが、やはりその明るさと距離の遠さを利用して初期宇宙の状態や宇宙初期につくられた星や銀河の形成を探ったりできる手段の一つというところにも面白さを感じますよね?


宇宙は最初は何もなかった(と言っても、マクロな話ですが)のにそこから星が形成され、銀河が形成され、そして生命が作られ、私たちは存在します。そんな宇宙の長い歴史ってそこらの映画よりも壮大でドラマがありそうで、考えただけでわくわくします。


ちなみに人間の体を形成している元素は星の爆発により合成されたものも含んでおり、そういった意味では我々は星の一部であり、ひいては宇宙の一部なんですよね。


ちっぽけな人間だって宇宙につながっていると思うと、何だか嬉しくないですか?少なくとも、宇宙史の1ページに自分が刻まれていると思うだけで僕は嬉しいですね。


何だか、怪しげな文章になってきたのでこのへんで。