42光年に及ぶ軌跡が、宇宙の粒子の移動を明らかに

中国の研究者たちは、宇宙空間に約42光年にわたって伸びるX線の軌跡を追跡し、高エネルギー粒子がすぐにあらゆる方向へ散らばるのではなく、明確な方向性を保って長距離を移動できることを示した。

研究チームは、2種類の高エネルギーの光の観測結果を組み合わせた。Einstein Probeとも呼ばれる天関衛星が記録したX線と、地上のLHAASO観測施設が検出したガンマ線だ。

軌跡は地球から約4,600光年離れたパルサーの近く、その周囲に広がる雲状の領域から始まる。この領域では粒子が極めて高いエネルギーまで加速される。こうした領域に伴うX線の尾としては、これまでに知られている中で最も長い。

以前の観測では、この軌跡は数光年分しか確認されていなかった。天関衛星は約20時間の観測を経て、LHAASOが超高エネルギーガンマ線を検出した領域まで伸びる、はるかに長く暗い構造を明らかにした。信号の位置と放射の特性は、同じ高エネルギー電子群が両方の放射を生み出しているという説明を裏付けている。

このつながりによって、研究者たちは発生源からはるかに離れた場所まで粒子の移動を追跡できるようになった。これは、粒子は急速にあらゆる方向へ広がるという一般的な想定に疑問を投げかけるものだ。なぜ明確な方向性を保てるのかは、まだ分かっていない。整った磁場が粒子を導いている可能性もあれば、外向きの物質の流れが粒子を運んでいる可能性もある。いずれにせよ、この観測は高エネルギー粒子が星と星の間の空間をどのように移動するかについて、新たな証拠を提供している。