マウナケア天文台の反射神経がつかの間の閃光をとらえる

マウナケア天文台の反射神経がつかの間の閃光をとらえる
2020年7月14日投稿

ジェミニ北望遠鏡が捉えたGRB181123Bの残光。残光は円でマークされています。
クレジット：国際ジェミニ天文台/ NOIRLab / NSF / AURA / K。Paterson＆W. Fong（ノースウエスタン大学）画像処理：Travis Rector（アラスカ大学アンカレッジ）、Mahdi Zamani、Davide de Martin
国際ジェミニ天文台とWMケック天文台が1時間以内に短いガンマ線バーストをキャッチ
Maunakeaは、ハワイでは「私は -天文学者は2番目に遠いがこれまでに2つのを用いて研究の短いガンマ線バースト（SGRB）確認を発見したMaunakea天文台 -ハワイでWMケック天文台と国際ジェミニ天文台のプログラムNSFのNOIRLabを。観測により、オブジェクトの距離は100億光年離れていることが確認され、宇宙が「10代」であったときに正午に宇宙の正午の時代に正直に配置され、急速に星を形成しました。
そのような初期のSGRBの出現は、その起源に関する理論、特に2つの中性子星が融合してこれらの強力な爆発を生成するのにかかる時間の長さ、および若い宇宙における中性子星の融合の割合を変える可能性があります。
「これは非常にエキサイティングな研究対象でした」とノースウェスタン大学の宇宙物理学研究センター（CIERA）のポスドク研究員であり、研究の筆頭著者であるケリーパターソンは述べました。「私たちの研究では、中性子星の合併が一部のシステムでは驚くほど迅速に発生する可能性があることを示唆しています。中性子星の連星が10億年以内に渦巻いてSGRBを作成するようになったのです。」
この研究はThe Astrophysical Journal Lettersに 受理され、arXiv.orgでプレプリント形式で入手できます。
SGRBは、短命で高エネルギーのガンマ線光のバーストです。ガンマ線光の持続時間は2秒未満ですが、光学光は数時間持続してからフェードアウトします。したがって、これらのガンマ線放射の強い閃光の光学的残光の迅速な追跡が重要です。NASAのNeil Gehrels Swift Observatoryがオブジェクトを検出して全世界に警報を発してから数時間以内に、パターソンのチームはジェミニノース望遠鏡とケックI望遠鏡をSGRBの位置に向けました。
Gemini Multi-Object Spectrographに続いてKeck ObservatoryのMulti-Object Spectrograph for Infrared Exploration（MOSFIRE）機器を使用して、研究者は11月に発見された2番目のバーストであるため、GRB181123Bという名前の非常に微妙なオブジェクトの残光を測定できました2018年23月–感謝祭の夜。
「それは非現実的でした」とノースウェスタン大学の物理学と天文学の助教授であり、研究の共著者であるウェンファイフォンは言った。「私は家族とニューヨークにいて、大きな感謝祭のディナーを終えていました。私が眠りについたときと同じように、警報が鳴って目が覚めた。多少厄介なことですが、このような大きな発見をいつ発見するかは文字通り決してわかりません！私はすぐにジェミニ観測をトリガーし、ケリーに通知しました。ありがたいことに、彼女はその夜、たまたまケックで観測していて、元の観測計画を再調整して望遠鏡をSGRBに向け直すことができました。」
「SGRBアラートが鳴り、望遠鏡を物体に向かって個人的に動かしてバーストの数時間後にデータをキャプチャしたとき、ケックにいたのはとてもアドレナリンラッシュでした」とパターソン氏は語った。
正確にローカライズされたSGRBはまれで、通常は1年に7〜8しか検出されません。GRB181123Bの距離を正確に特定するために、チームはKeck ObservatoryのDEep Imaging and Multi-Object Spectrograph（DEIMOS）を使用した追跡観察を通じて、ホスト銀河のスペクトルを取得しました。
「DEIMOSから光スペクトルを取得したら、このイベントが測定された最も遠いSGRBの1つであることは明らかでした。これにより、正確な距離を決定するための調査がさらに促進されました」とPaterson氏は述べています。
これにより、チームは、チリのジェミニ南望遠鏡とアリゾナのマルチミラー望遠鏡とともに、ケック天文台で追加の観測を収集するようになりました。1.754の宇宙論的赤方偏移で計算された距離で、データは、オブジェクトが最も遠い高信頼性SGRBであり、光学残光検出がこれまでに見つかったことを確認しました。


GRB181123Bと他の短いガンマ線バーストとの比較に関するアーティストの印象。これは、これまでに検出された2番目に遠い短いガンマ線バーストであり、その光学的残光を捉えるのに最も遠いものです。重力波観測によって検出された場合を除いて、ガンマ線バーストは、エネルギーのジェットが私たちに向けられている場合にのみ地球から検出できます。クレジット：International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J。ポラード/ K。パターソン＆W.フォン（ノースウエスタン大学）; 画像処理：Travis Rector（アラスカ大学アンカレッジ）、Mahdi Zamani、Davide de Martin
「3つの観測所からの銀河の色とともにスペクトルの特定のパターンを特定することで、距離を正確に制約し、16年間のSwift運用でこれまでで最も遠いSGRBの1つとして固めることができました。」パターソン。
チームがホスト銀河を特定すると、SGRBを生成した銀河内の親恒星集団の主要な特性を決定することができました。
「SGRBのローカル環境とそのホームギャラクシーがどのように見えるかを理解するために「フォレンジック」を実行すると、SGRB前駆細胞がどのように形成されるか、それらが融合するのにかかる時間など、これらのシステムの根本的な物理学について多くを知ることができます。」フォン。「非常に遠く、かすかなSGRBを発見することは期待していませんでしたが、うれしい驚きでした！これは、私たちが可能な限りすべてを追求する動機になります。」
モスファイアについて
赤外線探査用マルチオブジェクトスペクトログラフ（MOSFIRE）は、さまざまな距離、環境、物理的条件にまたがるオブジェクトから数千のスペクトルを収集します。この大型の真空低温機器のユニークな点は、視野内で最大46個の個別のオブジェクトを選択し、46個すべてのオブジェクトの赤外線スペクトルを同時に記録できることです。新しいフィールドが選択されると、真空チャンバー内のロボット機構により、焦点面にある小さなスリットの分布が6分以内に再構成されます。MOSFIREの初期のパフォーマンス結果は、2012年にFirst Lightを作成してから8年、超低温で近くにある恒星下の質量物体の発見から、ビッグバンからわずか20億年後の若い銀河の酸素の検出にまで及びます。MOSFIREは、National Science Foundationから提供された資金によって可能になりました。現在、ケック天文台で最も需要の多い装置です。

DEIMOSについて
DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph（DEIMOS）は、ケック天文台の中で最大の視野（16.7arcmin x 5 arcmin）と最大のピクセル数（64 Mpix）を誇っています。主にマルチオブジェクトモードで使用され、最大130の銀河または星の同時スペクトルを取得します。天文学者は、遠い銀河のフィールドをDEIMOSで研究し、宇宙の最も遠い隅を高感度で効率的に探索します。

WM KECK OBSERVATORYについて
WMケック天文台望遠鏡は、地球上で最も科学的に生産性の高いものの1つです。ハワイ島のマウナケアの頂上にある2つの10メートルの光学/赤外線望遠鏡は、イメージャー、マルチオブジェクトスペクトログラフ、高解像度スペクトログラフ、積分フィールドスペクトロメーター、世界をリードするレーザーなどの高度な機器を備えていますガイドスター補償光学システム。

ここに示すデータの一部は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および全米航空宇宙局の科学的パートナーシップとして運営されている非営利の501（c）3非営利組織であるケック天文台で取得されました。展望台は、WMケック財団の寛大な財政的支援によって可能になりました。

著者は、マウナケアのサミットがネイティブハワイアンコミュニティ内で常に持ってきた非常に重要な文化的役割と敬意を認識し、認めたいと考えています。この山から観測をする機会を得られて幸運です。