106秒間に9回の電波の閃光、そして沈黙

高速電波バースト（fast radio burst）は、ほかの銀河から私たちに届く、数ミリ秒しか続かない短い電波の閃光である。その起源はいまも議論が続いており、一つの問いが中心にある。すべてのバーストは繰り返すのか。何度も何度も閃光を放つ電波源もあるが、大半は一度しか観測されていない。400〜800メガヘルツで毎日北の空を走査するカナダの電波望遠鏡CHIMEの第2カタログでは、3,641の電波源のうち繰り返すものは約2.4%にすぎない。

集団全体を扱う研究では通常、繰り返し電波源はそれぞれ一定の平均頻度でバーストを放つと仮定する。マギル大学のRyan Mckinvenと、CHIME/FRB共同研究の約30人の同僚は今回、その仮定をほかのどの電波源よりも大きく破る電波源について報告する。

2分間の猛威

2021年6月1日、CHIMEは、現在FRB 20210601Aと呼ばれる電波源から106.5秒間に9回のバーストを記録した。当時はネットワークの不具合で自動警報が止まっており、誰も気づかなかった。バーストが見つかったのは2024年12月、第2カタログのためのデータベースの系統的な点検の最中だった。

チームはさらに探した。CHIME自体は動かない。地球の自転によって、その空の領域が1日1回、約10分間、CHIMEの視野を横切る。2018年7月から2025年末までで、観測時間は合計約320時間になる。嵐の前が約132時間、後が188時間である。バーストはただの一つもなく、嵐の前後の数日間に検出しきい値をわずかに下回るかすかなものすらなかった。2025年末の時点で、活動期間のあとの沈黙は少なくとも1,674日続いていた。

その106.5秒の中では、バーストは雨粒のように無作為に、毎秒約0.075回の割合でやってきた。このペースなら、さらに40秒間バーストがない確率は5%を下回る。ところが数分後、この電波源がCHIMEの視野の中心を横切ったときには、何も来なかった。何かのスイッチが切れたのだ。

嵐は半分しか見えていなかった

9回のバーストはすべて、電波源がCHIMEのビームのサイドローブ――視野の感度の低い端で、中心の約4分の1の感度しかない――にあるあいだに届いた。もし嵐が数分遅く、電波源が真上を通過するときに来ていたら、CHIMEは少なくとも21回、もしかすると70回ほどのバーストを記録していただろうとチームは見積もる。

これはどれほど極端なのか。チームは、中国の巨大電波望遠鏡FASTが追跡している、知られている中で最も活発な繰り返し電波源二つと比較した。FASTの最大感度では、それらは106.5秒の窓の中で46回と23回に達する。しかし9回のうち最も暗いものと同じくらい明るいバーストだけに絞ると、それらの最良の窓に含まれるのはわずか6回と8回だ。著者たちによれば、FRB 20210601Aは、同程度の感度で繰り返し電波源から報告されたものの中で、数分スケールで最も高いバースト頻度を示している。ただし、二つの望遠鏡は異なる周波数、異なるリズムで観測しているため、この比較は大まかなものにとどまる。

ありふれた電波源の奇妙な時刻表

それ以外の点では、この電波源は典型的に見える。バーストは繰り返し電波源によく見られる、引き伸ばされた複数の部分からなる形をしており、通過するガスによって信号が広がりねじれる度合いも、CHIMEの繰り返し電波源の平均に近い。母銀河は特定できず、ガンマ線、X線、可視光、持続的な電波の対応天体の探索でも何も見つからなかった。

放出されたエネルギーは控えめだった。電波源までの距離をデータが許す最大値に取っても、強く磁化した中性子星である典型的なマグネターに蓄えられた磁気エネルギーの約100万分の1である。

あのように点いたり消えたりするものは何か

著者たちはいくつかの考えを比較検討しているが、決め手はない。

間欠パルサー。長期間にわたって活動を止める。最近私たちの銀河で見つかったPSR J2109+50は、明るいモードを1か月に1度、約90秒間しか見せなかった。ただし光度ははるかに低い。
マグネターのアウトバースト。私たちの銀河では、マグネター1E 2259+586が5.6年の静穏期のあと、4時間で80回以上のX線バーストを放った。それでも、2分間の嵐は既知のどの銀河系内の例よりもはるかに凝縮されている。
伴星。その恒星風や軌道が、放射や見え方の短い窓を開く。
重力レンズ。物質の塊が、普段は暗すぎる電波源を一時的に拡大する。

隠れた集団

こうした間欠的な電波源が存在するなら、広い空を毎日走査するCHIMEは、それらを見つけるのに最適な場所だ。単純な統計モデルによれば、CHIMEの手の届く範囲に約9個――不確かさは非常に大きく、1個から200個以上まで――あり、今後10年での新たな発見は、多く見積もっても1〜4個にとどまる。一度きりに見えるバーストの中にも、一部だけが捉えられた嵐が含まれているかもしれない。FASTのような高感度の望遠鏡を静かな年月のあいだにこの電波源へ向ければ、よりかすかなバーストを捉えることでこの考えを検証できるだろう。