ガンマ線は放射線の一種で、電磁波という光のようなものだ。宇宙では様々な現象や天体からガンマ線が発生しているが、それを肉眼で見ることができたら、宇宙はどう見えるのだろう？
最新の研究で、ガンマ線を可視化した驚くべき世界がアニメーション化されている。
このアニメーションは、NASAの「フェルミガンマ線宇宙望遠鏡」が、地球の低軌道から1年かけて観察した「ガンマ線」の輝きをまとめたもの。
その発生源の多くは「ブレーザー」と呼ばれる、宇宙ジェットの銃口を地球に向けた天体だ。
こうした肉眼では見えない宇宙の光は、神秘的な素粒子「ニュートリノ」の起源などを解明する手がかりでもあるそうだ。
NASA’s Fermi captures dynamic gamma-ray sky in new animation
宇宙は目に見えない電磁波、ガンマ線であふれている
紫の光が明滅するこのアニメーションは、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡が1年（2022年2月から2023年2月）かけて1525個の天体を観察した結果をまとめたものだ。1フレームは3日に相当し、紫の大きさはガンマ線の明るさを示している。また黄色い円は見かけ上の太陽の動きを表す。
ガンマ線は放射線の一種で電磁波という光のようなものだ。ガンマ線はその中でも最も波長が短くてエネルギーが高い。
波長が短いということは、細かく振動しているということで、私たちの肉眼には見えない。
似たような波長の電磁波としてはレントゲン写真でお馴染みの「X線」がある。
だが、こちらは電子の運動によって原子核の外側で発生するのに対して、ガンマ線は原子核内の過剰なエネルギーが放出されることで発生する。
中央を横切るオレンジのもやは、私たちが暮らす天の川銀河のガンマ線だ。image credit:NASA’s Marshall Space Flight Center/Daniel Kocevski
銃口を地球に向けた天体「ブレーザー」
このマップに記されているガンマ線の9割は、「ブレーザー」という天体が放出したものだ。ブレーザーは、巨大楕円銀河の中心にある大質量ブラックホールがエネルギー源となって、きわめて明るく輝く天体、クエーサーの一種である。やたらと明るいのは、ブラックホールに物質が吸い込まれる時に強い放射線と熱を発するからだ。
そうしたブラックホールでは、飲み込まれるはずの物質の一部が、磁力線に沿ってまるでジェットのよう噴出していることがある。
この宇宙ジェットがちょうど地球に向かって噴出しているのがブレーザーだ。
ジェットの銃口がこちらを向いているので、その光はどの波長も非常に明るく見える。そうした光の変動は、ブラックホールの活動を知る手がかりだとされている。
背景を白に変えたバージョンのアニメーション / image credit:NASA’s Marshall Space Flight Center/Daniel Kocevski
謎めいたニュートリノの起源解明の手がかり
ガンマ線の発生源はブレーザー以外にも様々ある。ちなみにマップの真ん中あたりを横切るオレンジのもやは、天の川銀河からのガンマ線だ。他にも以下のものがあげられる。
超新星：星が爆発して消滅する現象。この時に大量のエネルギーが放出される。これらの天体や現象は普通の光では見えないが、アニメーションにすることで、ガンマ線が様々な場所から明滅していることがわかる。
パルサー：高速に回転する中性子星の一種。中性子星は超新星の残骸で、非常に重くて小さい星だ。
ガンマ線バースト：突然空から強力なガンマ線が飛んでくる現象だが、原因はよく分かっていない。
こうしたガンマ線の変化を観察することで、その発生源の活動について理解が深められると期待されている。
たとえば、「ニュートリノ」とブレーザーの明るさを結びつけることができれば、謎の多いこの粒子の発生プロセスがわかるかもしれないそうだ。
肉眼では見えない光を見ることは、宇宙の真の姿を見るということでもあるのだ。
この研究は『The Astrophysical Journal Supplement Series』（2023年3月15日付）で発表された。
References:SVS – Fermi Captures Dynamic Gamma-ray Sky / Mind-Bending Animation Shows How The Universe Would Look if We Could See Gamma Rays : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo
