レーザー干渉計重力波観測装置（LIGO）は、稼働開始からわずか2年で、二重の成功を収めました。先週、この装置の開発者たちはノーベル賞を受賞し、今週は、重力波と放射線の両方の放出から、初の中性子星衝突の発見に貢献したと報じられました。
8月17日午前8時41分（東部時間）（協定世界時12時41分）、LIGOはこれまでで最も長い重力波信号「GW170817」と、短時間のガンマ線バーストを観測しました。当時、科学者たちは確信を持てませんでしたが、データは2つの中性子星が衝突したことを示唆していました。LIGOの観測データを精査した結果、天文学者たちは本日、この驚くべき爆発の発生場所を正確に特定し、何が起こったのかをよりよく観察するために望遠鏡の向きを調整したと発表しました。
案の定、1億3000万光年離れた銀河NGC 4993で、死のスパイラルに陥った2つの中性子星が互いに激突し、地球上のLIGOで100秒間の重力波、2秒間のガンマ線の閃光として検出された。そして衝突後の数日から数週間で、X線、紫外線、可視光線、赤外線、電波などの他の電磁波も検出された。
つまり、地球上でLIGOが長い重力波とガンマ線放射を捉え、科学者たちはこれを用いて天空のどこから信号が来たのかを三角測量し、望遠鏡で恒星の衝突を観測したのです。こちらは、米国ジョージア工科大学が作成した、2つの中性子星の合体の様子を示す動画です。
YouTubeビデオ
「二重中性子星の合体がこのような強力な爆発を引き起こすことは何十年も前から予測されていたが、この多重メッセンジャーの発見により、パズルの重要な2つのピースが初めて結びついた」と、イリノイ州ノースウェスタン大学に拠点を置くLIGO科学協力およびイッズの第一人者である天体物理学者、ヴィッキー・カロゲラ氏は語った。
「私たちの発見は、二重中性子星がガンマ線、可視光線、赤外線、X線、そして電波を発生することを含め、多くの理論的予測を裏付けるものです。同時に、これらの観測には、私たちがまだ解明していない新たな謎を示唆するヒントも含まれています。」
この衝突は、宇宙の重元素の起源を解明する上でも役立ちました。衝突による放射を観測することで、分光測定の結果、非常に高密度の連星の合体によって大量の金とプラチナが生成されたことが示されました。
科学者の重力波検出三連発が天文学に新たな風を吹き込む
続きを読む
「今日までその起源が謎に包まれていた周期表で最も重い元素が、中性子星の合体によって作られていることを私たちは示しました」と、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのエド・バーガー氏は述べた。「それぞれの合体で、地球の質量以上にも匹敵する金やプラチナなどの貴金属や、携帯電話に含まれる多くの希少元素が生成されるのです。」
あなたの結婚指輪や触媒コンバーターの材料が、はるか昔に恒星の衝突によって地球にもたらされ、重元素が宇宙全体に広がったという事実を知ると、謙虚な気持ちになります。
「私たちの背景分析により、この強さの現象が偶然の一致で起こるのは8万年に1回未満であることがわかったので、これは非常に確実な検出であり、非常に近い発生源であるとすぐに認識しました」と、ジョージア工科大学の物理学教授でLIGO科学コラボレーションの副広報担当者であるローラ・カドナティ氏は付け加えた。
「この検出は、天体物理学の新たな研究方法への扉を真に開いた。歴史上最も研究された天体物理学的出来事の一つとして記憶されるだろう。」®
