オーストラリアのシドニー大学と関連研究チームが『Nature Astronomy』誌に発表した最新の研究によると、天文学者らは珍しいタイプの宇宙反復電波バースト信号、つまり互いに密に軌道を周回して物質を交換する一対の星系を解読するための重要な手がかりを見つけた可能性があるという。この新たな発見は、ASKAP J1745と呼ばれる電波源を示しており、この電波源は、白色矮星と伴星からなる相互作用連星系から来ると考えられる長周期無線過渡信号を放出している。
いわゆる長周期無線トランジェントとは、数分から数時間の範囲のバースト間隔で、無線帯域内で明るい繰り返しバーストを生成する天体を指します。近年、天文学者は大規模な空の調査中にこのタイプの「スローパルス」信号を偶然発見しましたが、これまでに確認された信号源はわずか12個だけです。それらの多くは天の川銀河の塵が密集した領域に位置しているため、光学望遠鏡で直接画像化することが困難であり、その物理的性質を明らかにすることにも課題をもたらしています。観測によると、長周期の過渡信号源の中には、最長 30 年間定期的に電波パルスを放射し続けるものもありますが、突然数日間「声を失って」しまうものや、永久に沈黙してしまうものもあります。
当初、研究者らはこの信号が、非常にゆっくりと回転する中性子星パルサー、つまり大質量星が超新星として爆発した後に残された高密度の核によるものだと考えていた。しかし、パルサーの電波放射は、通常、回転が遅くなると消えることが知られています。従来の理論では、自転周期が数十分、あるいはそれ以上に減速すると、強い電波放射は発生しなくなると考えられています。より多くの観測データが蓄積されるにつれて、研究チームは白色矮星のような他の可能性を検討し始め、いくつかの情報源でそれらが連星系、つまり低質量の赤色矮星と密接に周回するコンパクトな天体に属していることを発見した。
最新の発見であるASKAP J1745は、オーストラリアの国立科学機関CSIROが運用するASKAP電波望遠鏡によって検出され、一種の「激変変数」であることが確認された。このタイプの星系は、白色矮星と伴星で構成されます。この 2 つは十分に近いため、白色矮星は重力によって伴星から物質を降着できるため、「降着白色矮星連星」とも呼ばれます。これまでのケースとは異なり、研究者らは初めて、発生源の電波およびX線バーストを連星の軌道運動と照合し、光学観測と組み合わせて、対応する電波およびX線バースト信号が連星の各公転周期中に現れることを確認した。
このような急速に回転する系では、X 線放射は主に、白色矮星が表面に向かって落下する際に極度に加熱された白色矮星によって降着した物質から発生すると考えられています。これまで、長周期過渡信号源における無線バーストの物理的メカニズムは謎のままでした。同様のケースが 1 件だけ、ラジオと X 線の両方の周期信号を持っていることが判明していますが、この 2 つの間の具体的な対応関係は明らかではありません。今回、チームはマルチバンド共同観測を通じて、ASKAP J1745のパルス電波放射が主に高エネルギー荷電粒子と強力な磁場の相互作用に由来していると推測した。この系の両方の星は非常に強い磁場を持っており、「通常、核磁気共鳴画像法よりも数千倍強い」と言われています。伴星は白色矮星に帯電物質を継続的に供給し、電波バーストの生成に理想的な環境を提供します。
研究者らは、複数のバンドと複数の情報源のこの画期的な発見を、古代エジプトの象形文字を解読する「ロゼッタストーン」に例えた。ロゼッタ ストーンが学者が古代文書を解読するのを助けるために同じ内容を 3 つの言語で記録しているのと同じように、ASKAP J1745 は、無線、X 線、可視光の 3 つの帯域で統一された対応する信号を提供し、無線帯域でのみ表示され、情報が限られている他の長周期過渡信号源を理解するための重要な参考資料を提供します。現在、ASKAP J1745 は、電波から光学、X 線に至るスペクトル全体にわたって降着特性を示す初の長周期過渡線源であり、その荷電物質の流れプロセスが放射線発生の重要な条件と考えられています。
科学界は、この発見が長周期電波バーストの起源を解明するのに役立つだけでなく、極端な物理プロセスを研究するための珍しい「実験室」を提供すると信じている。このようなシステムにおける荷電粒子の流れと強力な磁場の間の相互作用メカニズムの詳細な研究を通じて、天文学者は、地球上の実験条件をはるかに超える環境における高エネルギープラズマ、磁場の構造、および放射メカニズムに関する理論モデルをテストおよび開発できます。研究論文のタイトルは「降着白色矮星連星からの周期的電波とX線放射」で、2026年6月に『Nature Astronomy』誌に正式に掲載された。