80億光年先からの記録的なガンマ線、望遠鏡で詳しく分析

天文学者らは、地球に届くまで約80億年をかけて伝わった信号を用い、超高エネルギーガンマ線で観測された中で最も遠いブレーザーの特性を明らかにした。この成果は、宇宙の光の歴史と、超大質量ブラックホールの周囲における極限的な物理現象の双方について、新たな証拠をもたらす。

発生源のOP 313は、非常に明るい活動銀河核で、中心のブラックホールが巨大なプラズマジェットを駆動している。2023年12月にLST-1望遠鏡がその超高エネルギー放射を初めて検出した後、研究者らはラ・パルマ島のLST-1とMAGIC望遠鏡による観測を、他の装置による低エネルギー域の測定と組み合わせた。Astronomy & Astrophysicsに掲載された分析により、宇宙の歴史を通じて天体から放出され、蓄積してきた放射である銀河系外背景光の密度に制約が得られた。

この背景光は、一部のガンマ線光子を電子と陽電子の対に変換することで、ガンマ線の信号を徐々に弱める。これほど長い距離にわたる影響を測定することで、科学者は、発生源と地球の間の宇宙を満たしていた光を調べられる。

観測結果はまた、OP 313のガンマ線が、プラズマジェット内で光速近くまで加速された高密度の電子集団によって生じたことを示している。それらの電子は低エネルギーの光子にエネルギーを移し、超高エネルギー域にまで引き上げた。LST-1がまだ試運転中の段階で、この遠方の発生源を検出できたことは、新世代のガンマ線観測施設が持つ観測能力の広がりも示している。