宇宙の瞬き

一瞬のきらめき

「きらきら光る、お空の星よ」という童謡は誰でも覚えているだろう。しかし本物の星は、歌のようにきらきらと瞬くものではない。肉眼で瞬いているように見えるのは、地球の空気の層によって光が屈折するからだ。しかし、高速電波バースト（Fast Radio Burst/FRB）は、「真の一瞬の閃光」であり、極めて短い時間に観測される巨大なエネルギーなのである。さらに驚くべきことに、その多くは銀河系の彼方の、光学望遠鏡では観測できないほどの距離から来ている。そのため電波望遠鏡でしかそのパルスをとらえることはできないのである。

2007年に初めて発見された高速電波バーストは、天文学界において、すぐにブラックホールや中性子星などと並ぶホットな研究課題となった。観測された高速電波バーストは数億から百億光年という距離を通って地球に届いており、その物理的起源は太陽系が生まれる前に発生したものなのである。そのため、この高速電波バーストの謎が解き明かされれば、宇宙の真相に一歩近づけると期待されている。

2007年に発見された高速電波バーストのデータ。縦軸は周波数、横軸は時間で、色の濃淡は信号の強度を示している。（E.Petroff et al.提供）

高速電波バーストをとらえる

しかし、高速電波バーストを観測するのは容易なことではない。いつ、どこから来るのか、まったくわからないからだ。まるで「モグラたたき」のゲームのように、常にあらゆる方向に目を向けていなければならない。

従来のパラボラアンテナは、性能は高いが視野が狭いという弱点がある。まるで野球場で大砲のような長い望遠カメラをかまえ、打たれた球が視野に入るのを待つようなものだ。このような運頼みの方法では、科学者の探求心を満たすことはできない。

そこで、天文学界は「遠く」だけでなく、より「広く」観測する方向へと向かい始めた。アメリカやオランダ、中国などでは次々とフェーズド・アレイという多数のアンテナで構成された新型の望遠鏡を採用し始めている。これは、より広い視野で常に天体をスキャンすることで、より多くの天体現象をとらえようとする方法であり、台湾も2022年にこの探索の列に加わった。

初めて高速電波バースト（FRB）をリアルタイムでとらえたオーストラリアのパークス電波望遠鏡。（Daniel John Reardon提供）

台湾の参画

台湾の中央研究院が主導する「台湾宇宙電波爆広角監測実験（Bustling Universe Radio Survey Telescope in Taiwan、以下BURSTT）」は、世界で初めて高速電波バーストをとらえることを主たる目的とした観測計画である。研究チームは、台湾各地と近隣諸国に大量の小型アンテナ群を設置して天体の広範囲を対象とした観測網を確立している。これによって、高速電波バーストが発生した位置の特定精度を高めることができるのである。「突然やってきて、すぐに消える」という謎に満ちた高速電波バーストという現象を何とかとらえようという試みだ。

2025年7月、世界最高峰の学術誌である「サイエンス」が、台湾のBURSTT計画を紹介し、高速電波バースト研究において台湾が示した革新的な方法を高く評価した。これは、台湾が世界における天文学の最先端研究に参画する力を持つことを示すだけでなく、この領域における新たな一歩を後押しすることにもつながっている。

高速電波バーストのイメージ図。遥か彼方の銀河で発生した強力な電波の閃光が地球まで届く。（M.Kormesser,ESO提供）

宇宙へとつながる新たな扉

「これまで、人類が見ることのできる星の大半は銀河系附近のものに限られていました。しかし、高速電波バーストの発見が、初めて極めて遠い彼方の星を見る機会を与えてくれたのです」と話すのは、中央研究院天文及天文物理研究所の彭威礼所長だ。

高速電波バーストは、現在のところ、最も掌握するのが難しいシグナルの一つだが、それが宇宙の深さを探る新たな扉を開いてくれたとも言える。今、世界中の科学者が少しでも多くの手がかりを探そうと努力している中で、台湾も、この未知の探索において実質的かつ重要な貢献をしようとしているのである。