ガンマ線バーストとは、宇宙のある方向から予告もなく、短時間の間（典型的には数秒間から数十秒間）ガンマ線やX線がやってくる現象である。現象自身は1960年代終わりに発見されたが、その後30年間にもわたって、銀河系の中で起こっているのか外で起こっている現象なのかさえ不明なままであった。1997年にガンマ線バースト発生後数日続く「残光」がX線と可視光で発見され、可視光「残光」の分光観測により、赤方偏移が決定され、銀河系外で起こる宇宙最大の爆発現象であることが判明した。

2005年9月4日（世界時）に発生したガンマ線バーストGRB 050904の残光分光観測は遠方宇宙の観測の新しい地平を切り開いたすばる望遠鏡の誇るべき成果である。GRB 050904残光は画像の上では点源であり、さしたる特長もない。しかしながら、そのスペクトルには遠方宇宙の貴重な情報が刻み込まれていた（図2）。イオウ、ケイ素、酸素、炭素の吸収線が同じ赤方偏移6.295で見られ、これら重元素の柱密度が計られた。同様に水素の柱密度も測定することができ、水素と重元素の柱密度の比から金属量が求められた。ガンマ線バーストが起こった銀河内の星間物質であるガスの金属量がおよそ太陽の1割であることが分かった。そして、最も重要な観測結果は、このガンマ線バーストが起こった赤方偏移6.3の宇宙の中性度が観測的に求められたことである。赤方偏移6を超えるクエーサーのスペクトルを用いて宇宙の中性度の測定は既に試みられていたが、緩い下限値、0.1パーセント以下としか決められていなかった。GRB 050904残光の分光観測では水素のライマンα、β吸収線の両方の線輪郭が観測できたことにより、中性度の上限値が0.17と決められた（図3）。赤方偏移6.3の宇宙は既にほぼ電離していたことが判明した。

その後、5年ほどの間に、より高赤方偏移のガンマ線バースト（2009年に赤方偏移6.7、2010年に8.2）が2つ観測されたが、GRB 050904残光の分光観測をしのぐ定量的な結果は得られていない。7を超えるようなガンマ線バーストの高精度分光観測をぜひ、すばる望遠鏡で実現したいものである。

記事データ

公開日

2015年1月30日

天体名

GRB 050904 残光

観測装置

すばる望遠鏡 微光天体撮像分光装置(FOCAS)

波長データ

7000―10000Å