1960年代に初めて検出されたガンマ線バースト（Gamma-ray Burst: GRB）は、短時間で爆発的なガンマ線が放出される現象です。
これまでに検出されたGRBの継続時間は長くても数時間程度でしたが、1日の間に同じ発生源で繰り返し発生したガンマ線バーストが初めて検出されたとする研究成果を、ラドバウド大学（オランダ）のAndrew Levanさんをはじめとする研究チームが発表しました。
研究に参加したユニバーシティ・カレッジ・ダブリンのAntonio Martin-Carrilloが「この50年間に観測されたどのGRBとも異なります」とコメントするほどで、発生した原因はまだ突き止められていません。
NASAのFermi衛星が同じ発生源からのガンマ線バーストを3回検出
今回の研究対象となったのは、NASA＝アメリカ航空宇宙局のガンマ線観測衛星「Fermi（フェルミ）」が世界時2025年7月2日に検出したガンマ線バーストです。
Fermiはこの日、同じ発生源からのガンマ線バーストを数時間で3回検出しました。このGRBは発生順に「GRB 250702D」「GRB 250702B」「GRB 250702E」と呼ばれていますが、本記事では論文にならい、以降は便宜上3つをまとめて「GRB 250702B」と表記します。
他の観測データをチェックしてみると、CAS＝中国科学院の天文観測衛星「天関（Einstein Probe＝アインシュタインプローブ）」が、GRB 250702Bに関連するX線の放射を「EP 250702a」として検出していたことがわかりました。
天関のデータを分析したところ、EP 250702aは前日の2025年7月1日の時点ですでにX線で検出可能だったことが明らかになりました。つまり、この発生源はFermiが検出した一連のガンマ線バーストも含めて、1日ほどの期間にわたって活動を示していたことになります。
また、発生源の概略的な方向は天の川銀河で星が密集している場所だったことから、当初GRB 250702Bは天の川銀河の中で発生したと考えられていました。
しかし、ESO＝ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（VLT）や、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）による追加観測の結果、GRB 250702Bは数十億光年離れた別の銀河で発生した可能性が高くなっています。
【▲ 2025年7月3日から7月15日にかけて超大型望遠鏡（VLT）とハッブル宇宙望遠鏡（HST）が観測した「GRB 250702B」の変化の様子（Credit: ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al./NASA/ESA）】
発生原因は中間質量ブラックホールによる白色矮星の破壊？
GRBは継続時間で区別されていて、2秒程度以上はロングガンマ線バースト（ロングGRB）、2秒程度以下はショートガンマ線バースト（ショートGRB）と呼ばれています。このように「2秒」が性質の境界だと認識されるほど短い現象であることに加えて、ロングGRBは大質量星（質量は太陽の8倍以上）の超新星爆発、ショートGRBは中性子星どうしの合体（一部は超新星爆発だとする説もあります）によって発生すると考えられているため、同じ発生源からは繰り返されないはずなのです。
Martin-Carrilloさんも「より重要なのは、原因が破滅的であるGRBは決して繰り返されないところです」とコメントしています。にもかかわらず、GRB 250702Bの発生源は3回のバーストを繰り返しました。
GRB 250702Bの発生原因として、研究チームは、中間質量ブラックホールに接近した白色矮星が破壊された可能性を有力視しています。
中間質量ブラックホールとは、ブラックホールを質量の違いで分類する場合の種類のひとつです。ブラックホールのうち、太陽の数倍～100倍程度の質量があるものは「恒星質量ブラックホール」、太陽の数百万倍～数十億倍は「超大質量ブラックホール（超巨大ブラックホール）」と呼ばれています。中間質量ブラックホールはその名の通り、恒星質量ブラックホールと超大質量ブラックホールの中間にあたる、太陽の数百倍～数十万倍の質量があるブラックホールを指します。
いっぽう、白色矮星とは、地球と同じくらいのサイズに太陽と同じくらいの質量が詰め込まれている高密度な天体です。超新星爆発を起こさない比較的軽い恒星（質量は太陽の8倍以下）は、晩年を迎えると主系列星から赤色巨星に進化し、外層から周囲へとガスや塵（ダスト）を放出するようになります。ガスを失って燃え尽きた赤色巨星の中心部は、やがて予熱で輝く白色矮星へと進化します。
研究チームは、1回目と2回目のバーストの間隔に対して、2回目と3回目のバーストの間隔が整数倍（3倍）になっていたことから、この間隔が天体の公転周期に関連している可能性に言及。幾つかのシナリオを比較検討した上で、想定される原因のひとつとして、中間質量ブラックホールの重力がもたらす潮汐力によって白色矮星が破壊された潮汐破壊現象だった可能性を指摘しています。
この他にも、巨大な恒星の崩壊によって発生した可能性なども研究チームは指摘しています。GRB 250702Bの追加観測はVLTやジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）などによって続けられているということで、別の銀河で発生したことが確認されれば、繰り返さないという“常識”を覆したGRB 250702Bの発生原因を解明する糸口がつかめるかもしれないと期待されています。
文／ソラノサキ 編集／sorae編集部
関連記事
- ガンマ線バーストのモデル再考も？ 中国の天文観測衛星が125億年前のX線バーストを検出
- 史上最も明るいガンマ線バーストの正体が「普通の超新星爆発」と判明
- ガンマ線バースト（GRB）とは？ 宇宙最大の天体現象の謎に挑んだ観測の歴史
参考文献・出典
- ESO - Astronomers spot mysterious gamma-ray explosion, unlike any detected before
- Levan et al. - The Day-long, Repeating GRB 250702B: A Unique Extragalactic Transient (The Astrophysical Journal Letters)
