天文学者たちは珍しい白色矮星のパルサーを発見し、星の進化と白色矮星の磁場についての理解が深まりました。この発見はダイナモモデルを裏付けており、宇宙にはそのようなパルサーがさらに存在することを示唆している。ワーウィック大学とポツダム・ライプニッツ天体物理学研究所（AIP）は、2つの独立した研究で、星の進化の力学モデル予測に新たな洞察をもたらす珍しい星系を発見した。
この新しい白色矮星パルサーは、白色矮星と赤色矮星から構成される非常に近い連星系です。それらは一緒に太陽の内部に収まることができます。これは、この種のパルサーとしては 2 番目に知られているものです。
白色矮星は、太陽と同じくらい重いが、地球と同じくらい小さい、非常に密度の高い恒星の残骸です。それらは、低質量星が燃料をすべて燃やし尽くし、外層を失い、内部で激しく収縮するときに形成されます。 「星の化石」とも呼ばれるこれらは、星の進化のさまざまな側面についての洞察を提供します。
一方、パルサーは 1960 年代から知られており、3,000 個以上が発見されています。これらは急速に回転する強力な磁性を持つ中性子星であり、荷電粒子が超強力な電場によって表面から引き裂かれ、光速近くまで加速されます。したがって、それらは、ラジオからX線、さらにはガンマ線に至るまでの放射線、つまり光を放出します。星の高速回転により、放射線の短いパルスが地球に到達し、それがパルサーと呼ばれる理由です。
科学界を驚かせたのは、2016年にパルサー現象が白色矮星で初めて観測されたことだ。驚くべきことに、この星には、ARScorpii と呼ばれる真のパルサーのような極度に速い自転も強い電場もありません。
白色矮星は非常に近い連星系で発見され、その隣の太陽に似た赤色矮星は磁場に粒子を注入することで動力を供給している。これにより、外部からパルサー現象が引き起こされ、赤い伴星にストロボスコープが照射され、システム全体が一定間隔で急激に明るくなったり、暗くなったりします。白色矮星と赤色矮星という 2 つの星は、太陽の中に収まるほど接近しています。
磁場と「ダイナモモデル」の探求」
決定的な要因は強い磁場の存在ですが、天体物理学者たちはその理由を知りません。強い磁場を説明する重要な理論は「ダイナモモデル」で、白色矮星の中心には地球と同じ、しかし地球よりもはるかに強力なダイナモがあることを示唆しています。しかし、この理論を検証するには、研究者らは他の白色矮星パルサーを探して、その予測が正しいかどうかを確認する必要がある。
Nature Astronomy と Astronomy & Astrophysics に同時に発表された 2 つの新しい研究で、国立天文学研究所 (AIP) が関与する国際研究チームは、新しく発見された白色矮星パルサー J1912-4410 (eRASSUJ191213.9-441044) について記述しました。地球から 773 光年離れており、自転速度は 5 分に 1 回で、地球の 300 倍の速さです。白色矮星パルサーは地球と同じくらいの大きさですが、少なくとも太陽と同じくらいの重さです。これは、白色矮星の小さじ1杯の重さが約15トンであることを意味します。白色矮星の一生は極度の高温で始まり、その後数十億年かけて冷却されます。 J1912-4410 の温度が低いことは、それが非常に古いことを示しています。
この研究は、以前のモデルが予測したように、より多くの白色矮星パルサーが存在することを確認しました。 J1912-4410 の発見は、力学モデルの他の予測も裏付けています。パルサー系の白色矮星は、その年齢のために非常に寒いはずです。伴星は、白色矮星の過去の重力が伴星から質量を抽出し、高速回転させるのに十分なほど十分に接近している必要があります。新しく発見されたパルサーについては、これらの仮定がすべて当てはまります。白色矮星の温度は 13,000 ケルビン未満、自転速度は約 5 分と高く、白色矮星の重力は伴星に強い影響を及ぼします。
共同研究と将来への影響
研究チームは、Gaia と WISE のデータを使用して候補天体を検索し、AR Scorpii と同様の特性を持つ天体に焦点を当てました。数十の候補天体を観察した結果、彼らは非常によく似た光の変化を持つ天体を発見しました。他の望遠鏡での追跡観測により、このシステムが約5分ごとに地球に電波信号とX線信号を送信していることが判明した。別の研究チームは、スペクトル-X-ガンマ衛星の eROSITAX 線望遠鏡からのデータを使用して、近くにある白色矮星と赤色矮星のペアを発見しました。 2 つのグループは協力して、新しい発見をさらに調査しました。
「SRG/eROSITAが実施したX線調査でこの天体を発見できてうれしく思います」とAIP X線天文学グループのリーダーであり、『Astronomy & Astrophysics』に掲載された研究の筆頭著者であるアクセル・シュウォープ博士は述べた。 「ESAのXMMニュートン衛星を使った次の観測により、高エネルギーX線領域にパルスが存在することが明らかになった。これは、この天体を白色矮星パルサーとして特定するために欠けていた最後の証拠である。これにより、この新しい天体の異常な性質が裏付けられ、白色矮星パルサーが、現在は2つのメンバーしかいないにもかかわらず、新しいクラスであることが確認された。」
『Nature Astronomy』誌の研究論文の筆頭著者であるウォリック大学物理学科のイングリッド・ペリソリ博士は、「磁場の起源は天文学の多くの分野で大きな未解決の問題だが、これは特に白色矮星の場合に当てはまる。白色矮星の磁場は太陽の磁場よりも100万倍以上強い可能性があり、力学モデルはその理由を説明するのに役立つ。J1912-4410の発見は重要な一歩である」と付け加えた。この分野の研究に前進します。」
コンパイルされたソース: ScitechDaily