異世界ってちょっと怖い感じがしますか？中国のスカイアイが「ブラックウィドウ」パルサーの新現象を検知

最近、「中国天眼」はブラック・ウィドウ・パルサーB1957+20の食現象の観測と研究を行い、コンパクトな連星系におけるプラズマの極端な乱流を初めて検出し、ブラック・ウィドウ・パルサーの食のメカニズムに新たな手がかりを提供した。ちょっと「不明瞭だけど強力」に聞こえますか?まずは基本から始めましょう。ブラックウィドウパルサーとは何でしょうか?

世界最大の単一開口電波望遠鏡（通称スカイアイ）は貴州省にあります。写真提供：中国新聞社

まずパルサーについて話しましょう。これらは中性子星のカテゴリに属し、宇宙で最も密度の高い天体の一つであり、強い磁場を持っています。自転中、磁極が地球の方向を向いているとき、電波望遠鏡でパルス放射を検出できるため、パルサーと呼ばれます。 40年前、天文学者たちは非常に高速で回転するパルサーを発見しました。回転周期はわずか 1.5577 ミリ秒で、1 秒間に 642 回回転できることになります。回転周期が 1 ～ 10 ミリ秒のこのタイプのパルサーは、後にミリ秒パルサーと呼ばれるようになりました。しかし、当時の天文学理論ではミリ秒パルサーの存在をまったく説明できませんでした。結局のところ、パルサー自身のエネルギーでそのような高速回転を支えることは不可能でした。

天文学者は、長年の観察と研究の結果、ミリ秒パルサーは一般にパルサーと別の恒星からなる連星系であると考えています。パルサーは伴星から物質を継続的に吸収することで高速回転を維持しています。偶然にも、北米には強力な神経毒を持つクモがおり、一般に「クロゴケグモ」として知られています。交尾後、強いメスのクモは子孫に与えるエネルギーの蓄えとして、弱いオスのクモを食べることが多い。ミリ秒パルサーが伴星から物質を吸収する方法は、クロゴケグモのそれに似ているため、クロゴケグモパルサーとも呼ばれます。

2008 年にフェルミ ガンマ線望遠鏡が軌道上に打ち上げられ、さらに多くのブラック ウィドウ パルサーが発見され、天文学者によるミリ秒パルサー連星系に関する予測が裏付けられました。 2012年に、PSR J1311-3430と名付けられたクロゴケグモパルサーが発見されました。主星は太陽の約2.7倍の質量を持つ中性子星であり、知られている中性子星の中で最も質量が大きいものの1つでもあります。しかし、伴星の質量は「わずか」木星の約12倍で、その体積は「わずか」木星の60％であり、主星よりもはるかに小さいです。この連星系の公転周期は 93 分で、多くの商業映画の長さよりも短いです。

しかし、主星は1秒間に390回自転しており、その強い放射線によって伴星の表面は太陽表面の2倍の12,000度まで加熱され、伴星表面の高温によって蒸発した物質がパルサーに急速に付着する原因となっている。

現在までに人類は、主にX線またはガンマ線宇宙望遠鏡のおかげで、24のグループのブラック・ウィドウ・パルサーを発見しました。 2022年5月、マサチューセッツ工科大学の天文学者たちは、地球から3,000光年離れたブラックウィドウパルサー系を発見しました。主星と伴星の公転周期はわずか62分です。驚くべきことに、この連星系には3番目の天体があるようです。伴星が実際に可視光線を放射しているからです。これはミリ秒パルサー検出の歴史においてユニークなことです。

天文学者たちは、この連星系ともう一つの伴星との距離は太陽と地球の距離の約600倍で、公転周期は1万年にも及ぶと考えています。シミュレーションと計算の結果、この天体は接近遭遇時にパルサーの重力によって「捕獲」された可能性が高いことが判明しました。

もちろん、この恒星系の秘密を解き明かすには、さらなる観測と研究、そしてより高度な望遠鏡の支援が必要です。