6月 14, 2024

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記録破りの磁石はずっとデータの中にあった

記録破りの磁石はずっとデータの中にあった

宇宙動物園には、天文学者が最も驚くべき方法で遭遇する奇妙なモンスターがいます。 少し前に、オーストラリアの研究チームが、星降る動物園の最も奇妙な住人の 1 つである、非常に珍しいマグネターを発見しました。 それはGPM J1839-10と呼ばれ、たて座の方向に約15,000光年離れたところにあります。

GPM J1839-10 はすでに数十年前から観測に現れており、目に見えないところに隠れています。 天文学者らは、それを1時間に3回エネルギーを放出しながら現れたり消えたりする「一時的な神秘的な天体」と表現している。 2022年にカーティン大学のチームが西オーストラリア州アウトバックのワジャリ・ヤマジ・カントリーにあるマーチソン広視野アレイ電波望遠鏡を使って観測し、それが長周期マグネターであると特定した。 「この驚くべき天体は、宇宙で最もエキゾチックで極端な天体の一部である中性子星とマグネターについての私たちの理解に疑問を投げかけています」とチームリーダーのナターシャ・ハーリー・ウォーカーは述べた。

これは、これまでに発見された2番目の長周期マグネターである。 学部生のティロン・オドハーティは、ハーレー・ウォーカーの最初の学生を見つけた。 彼の発見は皆を驚かせた。 「私たちは当惑しました」とハーリー・ウォーカーは語った。 「そこで私たちは、それが孤立した出来事なのか、それとも氷山の一角に過ぎないのかを確認するために、同様の天体を探し始めました。」

地球から 15,000 光年離れた、たて座にある超長周期のマグネターを観測しているマーチソン広視野アレイ電波望遠鏡のアーティストの印象。 クレジット: ICRAR
地球から 15,000 光年離れた、たて座にある超長周期のマグネターを観測しているマーチソン広視野アレイ電波望遠鏡のアーティストの印象。 クレジット: ICRAR

素晴らしいマグネター

天文学者は長年にわたってマグネターを研究してきました。 これらは磁性の高い死んだ星であり、数秒から数分間のバーストでエネルギーを放出します。 おそらく、大質量星が超新星爆発で消滅し、残った残骸が崩壊して中性子星を形成したときに発生したと考えられています。 中性子星の衝突によってマグネターが生成される可能性があるという証拠もいくつかある。

マグネターの中心は、直径がわずか約 20 キロメートルの回転する中性子星です。 表面が固体である可能性があります。 パルプの質量は通常1億トン以上です。 それは信じられないほど強力な磁場を持っています(したがって「マグネター」という名前が付けられています)。 マグネターは回転するにつれて、周期的に電波バーストやその他の放射を発します。

マグネター。 ガンマ線バーストの誕生を告げた
高度に磁化された中性子星、マグネターのアーティストの眺め。 クレジット: Carl Knox/Ozgraf

これらの爆発をグラフ化することは、時を刻む時計の音を聞きながら電波望遠鏡を使って信号を拾うようなものです。 ほとんどのマグネターは約 10,000 年後に磁場を失うため、宇宙論的には短命な現象となります。 この新しいものは、22 分ごとに 5 分間のエネルギーのバーストを放出します。 これにより、磁気的に発見された最長の周期となります。 それは自分の存在を知らせることをやめようとしている長老かもしれません。

GPM J1839-10を何度も検索する

研究の一環として、天文学チームは過去数十年にわたる他の電波天文台の観測記録から GPM J1839-10 の証拠を探しました。 そのとき彼らは、それが1988年以来観察されていたことを発見しました。それが何であるかを正確に知っていた人は誰もいませんでした。

「それはインドの巨大メートル波電波望遠鏡(GMRT)による観測で現れ、米国の超大型アレイ(VLA)では1988年に遡って観測が行われていた」とハーレー・ウォーカー氏は語った。 「それは私にとって素晴らしい瞬間でした。私たちの望遠鏡がこの天体からのパルスを初めて記録したとき、私は5歳でした。しかし、それは気付かれず、33年間データの中に隠されていました。彼らは、そのようなものが見つかるとは期待していなかったので、それを見逃しました。」

研究チームは、オーストラリアと南アフリカの電波望遠鏡と、周回軌道上のXMMニュートンX線望遠鏡を使用して観測を追跡調査した。 それは電波望遠鏡のデータやカナリア諸島の望遠鏡からの赤外線放射にも現れました。 しかし、X 線の放射は発見されず、物体がそれらのエネルギーでは放射しないことを示しています。

アーカイブ調査により、チームはこのオブジェクトに関する可能な限り多くの情報を発見しました。 ハーレー・ウォーカー氏は、この星の磁場が弱すぎて高エネルギーの電波を放射できない「死線の下」であると説明した。 それでは、GPM J1839-10 は電波望遠鏡が検出できる信号を発しているので、どうなるのでしょうか?

待って、さらに奇妙になります

ハーレー・ウォーカー氏は、GPM J1839-10の回転が遅すぎるため、電波を発すべきではないと説明した。 それは、マグネターからの周期的な電波放射が双極子磁場の回転やその他のメカニズムの結果であるためです。 磁石モデルは磁石が高速で回転することを前提としているため、低速のエンジンからの電波放射は予想されません。

「それがマグネターであると仮定すると、この物体が電波を発することは不可能なはずです。」と彼女は言った。 「しかし、私たちはそれらを目撃しています。そして、私たちは電波放射のほんの小さな垣間について話しているだけではありません。22分ごとに、波長エネルギーの5分間のパルスを放射しており、それは少なくとも33年間にわたって放射され続けています。この背後にあるメカニズムが何であれ、これは異常なことです。」

この物体は磁石の伝統的な理解を覆すものなのでしょうか? 多分。 それは確かに、超新星として死んだ星の殻からのマグネターの形成と進化を研究する天文学者に、考える材料を与えてくれます。 また、中性子星の衝突が何らかの役割を果たしているかどうかを判断するのにも役立つ可能性がある。 そして、それは天文学者たちが宇宙全体で検出している高速電波バーストに光を当てる可能性がある。

もちろん、こうした長周期マグネターをさらに発見することは、それらが実際に典型的なマグネターなのか、それとも宇宙動物園での新たな発見なのかを天文学者が理解するのに役立つだろう。

検出、オブジェクトの動作、およびその様子を説明するアニメーション。 クレジット: ICRAR。

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