ミトスサイエンス社の浦田裕司氏率いる天文学者チームによると、約110億光年離れた塵っぽいスターバースト銀河JCMT0402-0424は、高エネルギーニュートリノ現象IC 210922Aの発生源としてはこれまでのところ最も有力な候補であるという。
高エネルギー天体物理ニュートリノの起源は未解決のままであり、迅速な追跡にもかかわらず、個々の事象に対する確実な電磁対応物はまれです。宇宙正午に星を形成する塵の多い銀河 (赤方偏移 z ≈ 1 ～ 4) は天然の宇宙線熱源ですが、これらの銀河とニュートリノとの観測上の関係は不明のままです。オラタ 他。 IceCube 局在領域内のコンパクトで塵に覆われた星形成銀河 JCMT0402-0424 を報告します。これは、IceCube イベント IC 210922A の 90% 封じ込め領域内に位置する z = 2.988 の四眼レンズ銀河です。画像クレジット: Gemini International Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / TA 学長、アラスカ大学アンカレッジ校および NSF の NOIRLab / D. de Martin および M. Zamani、NSF の NOIRLab / Yuji Urata。ミトスサイエンス株式会社
2021年、南極にあるNSFのアイスキューブニュートリノ観測所は、宇宙領域からエリダヌス座に向かって飛来する高エネルギーニュートリノイベントIC 210922Aについて科学界に警告した。
この警報により、電磁スペクトル全体での迅速な追跡観測が開始され、対応する信号が検出されれば、ニュートリノの発生源の特定に役立つ可能性があります。
複数の科学者チームが、さまざまな望遠鏡や機器を使用して追跡観測を実施しました。
しかし、それらはいずれも、説得力のあるガンマ線、X線、または同等のものは報告しておらず、また、警報に関連する可能性のあるガンマ線バースト、超新星、または潮汐破壊も報告していません。
その後、最初の警報から数日後、浦田博士らはジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡（JCMT）とサブミリ波アレイ（SMA）を使って観測を開始し、星形成銀河JCMT0402-0424を発見した。その位置と明るさから有望な信号候補となった。
この銀河をさらに調査するために、彼らはアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) による追跡観測を組織し、シャドウ ブラスターと呼ばれるこの銀河が強力な重力レンズの背後に位置していることを発見しました。
このレンズ効果のおかげで、銀河の内部構造を調べることができるようになります。そうでなければ、遠すぎて暗くなりすぎて、これほど詳細に分解することはできません。
しかし、レンズ効果を適切に利用し、レンズ効果がニュートリノ信号をどの程度増幅するかを理解するには、まず前景銀河の距離、性質、質量分布を知る必要がありました。
これらの詳細を解読するために、天文学者たちは、ジェミニ北望遠鏡に搭載された 2 つの強力な機器、ジェミニ多物体分光器 (GMOS) とジェミニ近赤外分光器 (GNIRS) を使用しました。
「GMOS と GNIRS のデータを組み合わせることにより、レンズ銀河までの距離を測定し、それが巨大な楕円銀河であると判断することができました」と浦田博士は述べました。
「この情報は、レンズの質量分布を推定し、重力レンズのモデルを構築するために不可欠でした。」
約100億年前、宇宙にはJCMT0402-0424のような星が活発に形成されていた銀河が存在していました。
この間、理論的には、銀河はニュートリノを生成する可能性のある高エネルギーの粒子の流れである宇宙線を大量に生成しました。
しかし、これらの銀河は非常に遠くにあり、厚い塵の層の奥深くに隠れていることが多いため、単一のニュートリノ現象をそのような遠方の銀河に結び付ける観測証拠を入手することは非常に困難でした。
JCMT0402-0424 は重力レンズの背後にあるという注目すべき位置にあるため、この観測証拠を見つけるのがはるかに簡単になります。
「シャドウブラスターは、理論モデルが高エネルギーニュートリノを効率的に生成できると長年示唆してきたタイプの高密度でガスが豊富な環境を備えています」と浦田博士は述べた。
「広範な追跡調査にもかかわらず、より説得力のある対応物が存在しないことと組み合わせると、シャドウ ブラスターが IC 210922A の起源の最も可能性の高い候補です。」
「もしそれが確認されれば、シャドウブラスターは高エネルギーニュートリノ現象に直接関連する史上初の塵の多い星形成銀河となるでしょう。」
シャドウブラスターのようなコンパクトな星形成銀河は、宇宙全体に無数に存在する可能性があります。
したがって、それらは集団として、宇宙を満たす高エネルギーニュートリノ背景のかなりの部分に寄与している可能性があります。
「私たちの分析は、この集団が IceCube によって測定された拡散ニュートリノ バックグラウンドの約 20% に寄与している可能性があることを示唆しています」と浦田博士は結論付けました。
この研究は今日の雑誌に掲載されます 自然の天文学。
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Y.オルタ 他。宇宙正午の高エネルギーニュートリノに伴うコンパクトな塵っぽいスターバースト。 ナット・アストロン2026 年 6 月 17 日にオンラインで公開。土井: 10.1038/s41550-026-02884-9
