東工大屋上で、ガンマ線バースト残光の撮像に成功！

2003年3月29日の晩におきたガンマ線バースト　GRB030329　の残光を、東京工業大学（東京都目黒区大岡山）本館屋上に設置した小型望遠鏡（口径30cm）によって撮像することに成功しました。

東工大屋上で撮影された　GRB030329の残光

4つの画像は、それぞれ2003年3月29日21:57、30日0:00、2:08、3:32（日本標準時）から撮像されたものです。画像の中心に写っている星が周りの星に比べてどんどん暗くなっていくのがわかります。（撮影者　佐藤理江、Meade LX-200 12" + Apogee AP-6E)

GRB030329 可視光残光の光度曲線

われわれは、3月29日、30日、31日の三晩にわたって、GRB030329の残光を東工大屋上で観測し、その明るさの変化の様子をとらえました。そのライトカーブには 2 ヶ所の折れ曲がりや、"bump" が見られました。(詳しくは、英語のページへ)
GRB030329残光光度曲線

上の図は、GRB 030329 の可視光残光のライトカーブです。赤い丸は東工大の観測データ、青い三角は Burenin et al. (2003, Astronomy Letters, 29, 573)、その他の点は GCN 2028, 2029, 2034, 2041, 2050, 2056, 2058, 2064, 2067, 2070, 2071, 2074, 2077, KAIT に報告されていた観測データです。

東工大の観測データ (Sato et al. 2003, ApJ Letters, accepted, astro-ph/0311109)

ガンマ線バーストとは

ガンマ線バーストとは、宇宙の一点から短時間（典型的には数秒間ないし数十秒間）の強力なガンマ線・X線がやってくる現象で、1960年代に核実験査察衛星によって偶然に発見されましたが、その後30年ほどその正体は謎とされてきました。近年の研究によって、数十億光年ないし百数十億光年の遠方で発生する、宇宙最大の爆発現象であることがわかってきましたが、その起源はまだよくわかっていません。現在もっとも有力な説では、太陽の数十倍以上の質量をもつ巨大な星が、その一生を終えてつぶれてブラックホールになるときに、ほぼ光速のジェットを放射し、そのジェットが地球の方向を向いていたときにガンマ線バーストとして観測されるというものです。

ガンマ線やX線は大気に吸収されるため、ガンマ線バーストそのものは、人工衛星を用いないと観測できませんが、爆発の後に、急速に減光する「残光」（アフターグロー」を残します。この残光を地上の望遠鏡や、高感度の宇宙望遠鏡で観測することによって、バースト源の距離、環境、バーストの発生機構などを調べることができるのです。

HETE-2衛星について

急速に暗くなる残光を迅速に観測できるよう、ガンマ線バーストの位置情報をできるだけ早く世界中の研究者に伝えるために作られた衛星がHETE-2（High Energy Transient Explorer 2: 高エネルギー変動天体探査衛星）です。小さいながらも数々の独創的、先進的な工夫をこらし、米国マサチューセッツ工科大学(MIT)、わが国の理化学研究所、フランスの宇宙線研究センター(CESR)が共同で製作しました。1号機は打ち上げに失敗しましたが、２号機はNASAによって2000年10月に打ち上げられ、ガンマ線バーストの観測を行ってきました。

GRB030329

このガンマ線バースト(GRB030329)は、HETE-2によって世界標準時11:37:14 （日本時間20時37分14秒）に検出され、地上での解析によって、その位置がバースト発生の73分後にガンマ線バースト連携ネットワーク（GCN)を通じて通報されました。
その通報に基づき、オーストラリアのピーターソンとプライス、および日本の鳥居が光学天体を直ちに発見し、GCNに報告しました。東工大での観測はこれらの観測と独立に行われ、HETEの通報の数分後には独立に検出に成功していました。
HETEの決めた位置情報とガンマ線光度曲線はMITのページに掲載されています。その後のESO（ヨーロッパ南天文台）での分光観測によって、赤方偏移0．1685と、確認されたなかではもっとも近いガンマ線バーストであることがわかりました（GCN Circ. 2020)。