天文電波源

天体電波源とは、宇宙空間に存在する強力な電波を放射する物体のことです。電波放射は様々な発生源から発生します。このような物体は、宇宙で最も極端でエネルギーの大きい物理過程の一つです。

歴史

1932年、アメリカの物理学者で無線技術者のカール・ジャンスキーは、天の川銀河の中心にある未知の発生源から到来する電波を検出しました。ジャンスキーはベル研究所で無線周波数干渉の起源を研究していました。彼は「…原因不明の定常的なヒスノイズのような雑音」を発見し、最終的に地球外起源であると結論付けました。これは宇宙から電波が検出された最初の事例でした。[ 1 ]最初の電波天空探査はグロート・レーバーによって実施され、1941年に完了しました。1970年代には、天の川銀河のいくつかの星が電波放射源であることが発見され、その中で最も強力なものの一つが、唯一無二の連星系であるMWC 349でした。[ 2 ]

出典: 太陽系

太陽

太陽は地球に最も近い恒星であり、300MHz（波長1m）の電波スペクトルに至るまで、ほとんどの周波数において最も明るい放射源です。太陽が静穏なときは、長波長域では銀河系の背景ノイズが優勢になります。地磁気嵐が発生すると、これらの低周波数域でも太陽の放射が優勢になります。[ 3 ]

木星

木星の磁気圏

木星の磁気圏内に閉じ込められた電子の振動により 、特にデシメートル帯域で明るい強力な電波信号が生成されます。

木星の磁気圏は、木星の極域から強力な電波放射を発生する原因となっている。木星の衛星イオの火山活動は木星の磁気圏にガスを注入し、木星の周囲に粒子のトーラスを形成する。イオがこのトーラスを通過すると、相互作用によってアルヴェン波が発生し、イオン化物質が木星の極域に運ばれる。その結果、サイクロトロンメーザー機構によって電波が生成され、そのエネルギーは円錐状の面に沿って放射される。地球がこの円錐と交差すると、木星からの電波放射は太陽の電波出力を超えることがある。[ 4 ]

ガニメデ

木星の衛星ガニメデ

2021年の報道によると、 2016年から木星を周回している木星探査機ジュノーの科学者らが、ガニメデの磁力線がガニメデの磁力線と合流する地点からFM電波信号を検出したという。報道によると、この信号はサイクロトロンメーザー不安定性によって引き起こされ、 WiFi信号と木星の電波放射の両方に類似していた。[ 5 ] [ 6 ]この電波放射に関する研究は2020年9月に発表されたが[ 7 ]、FM電波の性質を持つか、WiFi信号に類似するかについては言及されていなかった。

出典：ギャラクティック

銀河中心

天の川銀河の中心は、初めて電波源として検出された場所です。そこには、いて座A 、超大質量ブラックホールを囲むコンパクト領域、いて座A*、そしてブラックホール自体など、多数の電波源が含まれています。フレアが発生すると、超大質量ブラックホールの周囲の降着円盤が光り、電波で検出できるようになります。

2000年代には、3つの銀河中心電波トランジェント（GCRT）が検出されました。GCRT J1746–2757、GCRT J1745–3009、GCRT J1742–3001です。[ 8 ]さらに、2020年に6回検出されたASKAP J173608.2-321635は、4番目のGCRTである可能性があります。[ 9 ] [ 8 ]

銀河中心周辺の地域

2021年、天文学者たちは銀河中心付近から特異な、高度に円偏波した断続的な電波を検出したと報告した。その未確認の電波源は、これまでのところGCRTでは「観測を完全に説明」できていない新しい種類の天体である可能性がある。[ 10 ] [ 11 ] [ 8 ]

超新星残骸

超新星残骸はしばしば拡散した電波放射を示します。例としては、全天で最も明るい太陽系外電波源であるカシオペヤAや、かに星雲などが挙げられます。

中性子星

パルサー

パルサーの模式図。中央の球体は中性子星、曲線は磁力線、突き出た円錐は放射ビーム、緑の線は星の自転軸を表しています。

超新星爆発は、時にパルサーと呼ばれる高密度で回転する中性子星を残すことがあります。パルサーは荷電粒子のジェットを放出し、電波スペクトルでシンクロトロン放射を放射します。例としては、最初に発見されたパルサーであるかにパルサーが挙げられます。パルサーとクエーサー（極めて遠方の銀河の高密度中心核）は、どちらも電波天文学者によって発見されました。2003年、天文学者たちはパークス電波望遠鏡を用いて、互いに周回する2つのパルサーを発見しました。これは、このような系が初めて発見されたものです。

回転無線過渡現象（RRAT）発生源

回転電波過渡現象（RRAT）は、2006年に英国マンチェスター大学ジョドレルバンク天文台のモーラ・マクラフリン率いるチームによって発見された中性子星の一種です。RRATは、その過渡的な性質のために、発見が非常に困難な電波を発すると考えられています。 [ 12 ]初期の研究では、1日に1秒未満の電波放射（ RRATフラッシュと呼ばれることもあります）[ 13 ]を検出することができましたが、他の単一バースト信号と同様に、地上の電波干渉との区別には細心の注意が必要です。分散コンピューティングとAstropulseアルゴリズムは、RRATのさらなる検出に役立つ可能性があります。

星形成領域

短い電波は、星が生まれている 濃いガス雲の中の複雑な分子から放射されます。

渦巻銀河には、電波を放射する中性水素と一酸化炭素の雲が含まれています。この2つの分子の電波周波数は、天の川銀河の大部分の地図を作成するために利用されました。[ 14 ]

出典：銀河系外

電波銀河

多くの銀河は強力な電波放射源であり、電波銀河と呼ばれます。特に有名なものとしては、ケンタウルス座Aとメシエ87が挙げられます。

クエーサー（「準恒星電波源」の略）は、最初に発見された点状電波源の一つです。クエーサーの極端な赤方偏移から、クエーサーは遠方の活動銀河核であり、ブラックホールによってエネルギーを供給されていると考えられています。活動銀河核は、シンクロトロン放射を放出する荷電粒子のジェットを放出します。その一例が、全天で最も明るいクエーサーで ある3C 273です。

合体する銀河団はしばしば拡散した電波放射を示す。[ 15 ]

宇宙マイクロ波背景放射

宇宙マイクロ波背景放射は、ビッグバン（約138億年前の急速な膨張[ 16 ] 、宇宙の始まり）から残った黒体背景放射です。

銀河系外パルス - 高速電波バースト

ロリマー博士らはアーカイブサーベイデータを分析し、小マゼラン雲から3°の位置にある、持続時間が5ミリ秒未満の30ジャンスキー分散バーストを発見した。彼らは、バーストの特性は銀河系や小マゼラン雲との物理的な関連性に反すると報告した。最近の論文では、宇宙の自由電子含有量に関する現在のモデルは、バーストの距離が1ギガパーセク未満であることを示していると主張している。90時間の追加観測でさらなるバーストが見られなかったという事実は、それが超新星爆発や相対論的物体の合体（融合）などの特異なイベントであったことを示唆している。[ 17 ]同様のイベントが毎日何百も発生する可能性があり、検出されれば宇宙論的プローブとして役立つ可能性があることが示唆されている。Astropulse-SETI@homeなどの電波パルサーサーベイは、持続時間がミリ秒の衝動的なバーストのようなイベントを電波空で監視する数少ない機会の1つを提供している。[ 18 ]観測された現象は孤立した性質を持つため、その発生源の性質は依然として推測の域を出ない。ブラックホールと中性子星の衝突、中性子星同士の衝突、ブラックホール同士の衝突、あるいはまだ考慮されていない何らかの現象が考えられる。

2010年にはパークス望遠鏡から地球起源と明らかな16個の類似したパルスが新たに報告されたが[ 19 ]、2013年には4つのパルス源が特定され、真の銀河系外パルス集団の存在を裏付けた[ 20 ] 。

これらのパルスは高速電波バースト（FRB）として知られています。最初に観測されたバーストはロリマーバーストとして知られています。ブリッツァーはFRBの原因の一つとして提案されています。

出典: まだ観測されていない

原始ブラックホール

ビッグバンモデルによれば、ビッグバン直後の数秒間は、圧力と温度が非常に高かった。このような条件下では、物質密度の単純な変動によって、ブラックホールを形成するのに十分な密度を持つ局所領域が形成された可能性がある。高密度領域の大部分は宇宙の膨張によって急速に消滅するが、原始ブラックホールは安定して存在し、現在まで存続すると考えられる。

アストロパルスの目標の一つは、「ホーキング放射」によって蒸発している可能性のある、想定されるミニブラックホールを検出することです。このようなミニブラックホールは、現在知られているブラックホールとは異なり、ビッグバンの時に生成されたと仮定されています[ 21 ] 。マーティン・リースは、ホーキング放射によって爆発するブラックホールが、電波で検出可能な信号を生成する可能性があると理論づけています。アストロパルスプロジェクトは、この蒸発がアストロパルスが検出できる電波を生成することを期待しています。蒸発は直接電波を生成するのではなく、高エネルギーガンマ線と粒子からなる膨張する火の玉を生成します。この火の玉は周囲の磁場と相互作用し、磁場を押し出して電波を生成します[ 22 ] 。

ET

オズマ計画に始まる様々な「地球外知的生命体探査」（SETI）プロジェクトによるこれまでの探査は、狭帯域信号という形で地球外からの通信を、私たちのラジオ局に類似した形で探査してきました。アストロパルス・プロジェクトは、地球外生命体がどのように通信を行うのか全く分かっていないため、この探査はやや閉鎖的である可能性があると主張しています。したがって、アストロパルス・サーベイは、物理現象の探査の副産物として、狭帯域SETI@homeサーベイを補完するものと見なすことができます。

その他の未発見の現象

2005年に強力なバースト電波源を発見したNRLの天文学者ジョセフ・ラツィオ博士は、次のように述べています。[ 23 ]「驚くべきことに、空にはX線やガンマ線の波長で放射する突発的な天体が満ちていることが知られているにもかかわらず、天体の方が発生しやすい電波バーストの探査はほとんど行われてきませんでした。」コヒーレント分散アルゴリズムとSETIネットワークが提供する計算能力を利用することで、これまで発見されていなかった現象が発見される可能性があります。

参照

参考文献

  1. ^クーペリス、テオ、カール・F・クーン (2007). 『宇宙の探求』（第5版）.ジョーンズ＆バートレット出版社. p. 149. ISBN 978-0-7637-4387-1. 2008年4月2日閲覧。
  2. ^ブレイズ、LLE (1974)。「恒星源の電波連続観測」。IAU シンポジウム No.60、オーストラリア、マルーチドール、1973 年 9 月 3 ～ 7 日。60 : 377– 381。Bibcode : 1974IAUS...60..377B。土井：10.1017/s007418090002670x。
  3. ^マイケル・スティックス (2004). 『太陽入門』シュプリンガー. ISBN 978-3-540-20741-2. 2021年4月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月23日閲覧。セクション1.5.4 無線スペクトル
  4. ^ 「木星の電波嵐」 NASA 2004年2月20日. 2017年5月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年8月23日閲覧。（アーカイブ版）
  5. ^ 「NASA​​、木星の衛星の1つからの信号を検知したと報じられる」 Futurism誌。2021年1月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月11日閲覧。
  6. ^ 「宇宙での発見：木星の衛星ガニメデからのFM無線信号」ABC4ユタ州。2021年1月9日。2021年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月11日閲覧。
  7. ^ Louis, CK; Louarn, P.; Allegrini, F.; Kurth, WS; Szalay, JR (2020). 「ガニメデ誘起デカメートル電波放射：ジュノーによる現場観測と測定」 .地球物理学研究レター. 47 (20) e2020GL090021. Bibcode : 2020GeoRL..4790021L . doi : 10.1029/2020GL090021 . ISSN 1944-8007 . S2CID 224963913. 2021年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月27日閲覧。  
  8. ^ a b c Wang, Ziteng; Kaplan, David L.; Murphy, Tara; Lenc, Emil; Dai, Shi; Barr, Ewan; Dobie, Dougal; Gaensler, BM; Heald, George; Leung, James K.; O'Brien, Andrew; Pintaldi, Sergio; Pritchard, Joshua; Rea, Nanda; Sivakoff, Gregory R.; Stappers, BW; Stewart, Adam; Tremou, E.; Wang, Yuanming; Woudt, Patrick A.; Zic, Andrew (2021年10月1日). 「オーストラリアSKAパスファインダーによる高偏光過渡点源としてのASKAP J173608.2–321635の発見」 .アストロフィジカルジャーナル. 920 (1): 45. arXiv : 2109.00652 . Bibcode : 2021ApJ...920...45W . doi : 10.3847/1538-4357/ac2360 . ISSN 0004-637X . S2CID 237386202 .  
  9. ^ Starr, Michelle (2021年9月7日). 「銀河中心付近で謎の何かが無線信号を点滅させている」 . ScienceAlert . 2021年9月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年9月7日閲覧。
  10. ^ハント、ケイティ。「天の川銀河の中心部から発せられる奇妙な電波が科学者を困惑させる」 CNN 。 2021年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年10月18日閲覧。
  11. ^ワン・ジテン、デイビッド・カプラン、タラ・マーフィー、会話誌。「銀河系の中心付近から謎の点滅する電波信号を発見」。phys.org。2021年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年10月18日閲覧。
  12. ^ David Biello (2006年2月16日). 「新しい種類の星が発見された」 . Scientific American . 2007年11月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年6月23日閲覧。
  13. ^ジョドレルバンク天文台。「RRATフラッシュ」。Physics World。2011年5月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年6月23日閲覧。
  14. ^ゴンザレス、ギジェルモ、ウェズリー・リチャーズ (2004). 『特権惑星』レグネリー出版. p. 382. ISBN 0-89526-065-4. 2021年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年4月2日閲覧。
  15. ^ 「結論」 。 2006年1月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年3月29日閲覧。
  16. ^ 「Cosmic Detectives」欧州宇宙機関（ESA） 2013年4月2日. 2019年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年4月26日閲覧。
  17. ^ DR Lorimer; M. Bailes; MA McLaughlin; DJ Narkevic; F. Crawford (2007-09-27). 「銀河系外起源の明るいミリ秒電波バースト」. Science . 318 ( 5851): 777– 780. arXiv : 0709.4301 . Bibcode : 2007Sci...318..777L . doi : 10.1126/science.11 ​​47532. PMID 17901298. S2CID 15321890 .  
  18. ^ Duncan Lorimer (ウェストバージニア大学、米国); Matthew Bailes (スウィンバーン大学); Maura McLaughlin (ウェストバージニア大学、米国); David Narkevic (ウェストバージニア大学、米国) & Fronefield Crawford (フランクリン＆マーシャル大学、米国) (2007年10月). 「銀河系外起源の明るいミリ秒電波バースト」 . オーストラリア国立天文台. 2020年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年6月23日閲覧。
  19. ^ Sarah Burke-Spolaor、Matthew Bailes、Ronald Ekers、Jean-Pierre Macquart、Fronefield Crawford III (2010). 「銀河系外スペクトル特性を持つ電波バーストは地球起源を示す」The Astrophysical Journal . 727 (1): 18. arXiv : 1009.5392 . Bibcode : 2011ApJ...727...18B . doi : 10.1088/0004-637X/727/1/18 . S2CID 35469082 . 
  20. ^ D. Thornton; B. Stappers; M. Bailes; B. Barsdell; S. Bates; NDR Bhat; M. Burgay; S. Burke-Spolaor; DJ Champion; P. Coster; N. D'Amico; A. Jameson; S. Johnston; M. Keith; M. Kramer; L. Levin; S. Milia; C. Ng; A. Possenti; W. van Straten (2013-07-05). 「宇宙論的距離における高速電波バーストの集団」 . Science . 341 (6141): 53–6 . arXiv : 1307.1628 . Bibcode : 2013Sci...341...53T . doi : 10.1126/science.1236789 . hdl : 1959.3/353229 . PMID 23828936 . S2CID 206548502 . 2013年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年7月5日閲覧。  
  21. ^ 「ミニブラックホールのケース」 CERN Courier. 2004年11月24日. 2011年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6月23日閲覧。
  22. ^ 「原始ブラックホール」。2010年11月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6月23日閲覧。
  23. ^ Andrea Gianopoulos、Shannon Wells、Michelle Lurch-Shaw、Janice Schultz、DonnaMcKinney (2005年3月2日). 「天文学者が強力なバースト電波源を検出 発見は新たな天体の種類を示唆」オリジナルより2016年8月18日アーカイブ。2010年6月23日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Astronomical_radio_source&oldid=1331805698#Sources:_extra-galactic」より取得