天文学者は22分ごとに電波を発する謎の恒星を発見した

研究者らは、中性子星の現在の理解に疑問を投げかける、超長周期マグネターの可能性がある新しい恒星天体を発見した。 史上最長記録である 22 分ごとに電波を発するこの天体は、現在の理論に疑問を投げかけますが、有望な洞察を提供します。 中性子星 物理学と磁気の進化。 研究チームは、これらの珍しい天体をさらに発見することを期待して、さらなる研究を計画している。

国際電波天文学研究センターのカーティン大学ノードの天文学者が率いる国際チーム (イクラル）は、中性子星物理学の理解に疑問を投げかける新しいタイプの恒星天体を発見しました。

この物体は、非常に背の高いマグネターである可能性があります。マグネターは、強力なエネルギーのバーストを生成できる非常に強い磁場を持つ珍しいタイプの星です。

最近まで、既知のマグネターはすべて、数秒から数分の間隔でエネルギーを放出していました。 新たに発見された天体は22分ごとに電波を発しており、これまで発見された磁気周期としては最長となる。

この研究は7月19日付けの雑誌に掲載された。 自然。

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

観察と結果

天文学者らは、西オーストラリアの遠隔地にあるワジャリ・ヤマジ・カントリーにある電波望遠鏡、マーチソン広視野アレイ（MWA）を使用してこの天体を発見した。

筆頭著者のナターシャ・ハーリー・ウォーカー博士によると、このマグネターはGPM J1839−10と名付けられ、たて座にある地球から1万5000光年離れているという。

「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やマグネターに対する私たちの理解に疑問を投げかけています」と彼女は述べた。

この恒星体は、カーティン大学の学部生ティロン・オドハーティ氏による最初の発見に次いで、この種の天体が発見されたのは2番目に過ぎない。

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

磁石の新しい理解

最初、科学界は彼らの発見に当惑しました。

彼らは論文を発表しました 自然 2022年1月には、散発的に現れては消え、1時間に3回強力なエネルギービームを放射する謎の一時的な物体について説明されています。

まず最初に私たちを驚かせたのは、オドハーティの名誉指導者であるハーリー・ウォーカー博士だった。

「私たちはとても混乱していました」と彼女は語った。 「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。」

2022 年 7 月から 9 月にかけて、チームは MWA 望遠鏡で空を調査しました。 そして、彼らは探していたものを GPM J1839−10 ですぐに見つけました。 それは最大 5 分間持続するエネルギーのバーストを放出します。これは最初の物体より 5 倍長く続きます。

マグネターはマーチソン広視野アレイ（MWA）電波望遠鏡によって発見され、世界中の他の多くの施設が発見の確認と天体の研究に参加しました。 MeerKAT – クレジット: 南アフリカ電波天文台 (SARAO)、グラン テレスコピオ カナリアス – クレジット: Daniel López / IAC、Murchison Widefield Array – クレジット: Marianne Annereau、Giant Metrewave Radio Telescope – クレジット: NCRA、オーストラリア SKA Pathfinder – クレジット: CSIRO / Dragonfly Media、オーストラリア超大型アレイ – クレジット: AUI / NRAO、XMM-Newton – クレジット: European Space Agency

発見確認

他の望遠鏡も続いて発見を確認し、天体のユニークな特性について詳しく学びました。

これらには3つが含まれていました CSIRO オーストラリアの電波望遠鏡、南アフリカの MeerKAT 電波望遠鏡、グランテカン (GTC) 10 m 望遠鏡、XMM-ニュートン宇宙望遠鏡などです。

GPM J1839−10 の天体座標とその特性を武器に、チームは世界をリードする電波望遠鏡の観測アーカイブの検索も開始しました。

「インドの巨大メートル波電波望遠鏡（GMRT）による観測で出現し、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」と彼女は述べた。

「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歳でしたが、それは気づかれず、33年間データの中に隠されたままでした。

「彼らはそれと同じようなものが見つかるとは予想していなかったので、それを見逃したのです。」

超長周期磁石のアーティストの印象。 この物体は、少なくとも 33 年間にわたり、5 分間の電波波長エネルギーのパルスを放射しています。 クレジット: ICRAR

現在のパラダイムに挑戦する

すべてのマグネターが電波を発するわけではありません。 いくつかは、星の磁場が弱くなりすぎて高エネルギー放射を生成できない臨界閾値である「死線」を下回っている。

「我々が検出した物体は電波を発するために非常にゆっくりと回転している。それは死線を下回っている」とハーリー・ウォーカー博士は語った。

「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であるはずです。しかし、私たちは電波を確認しています。

「そして、私たちは電波放射のほんのわずか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年間にわたって続いています。」

「この背後にあるメカニズムが何であれ、例外的です。」

Pawsey スーパーコンピューティング研究センターは、この研究に使用されたデータの保存と共有に使用されました。 クレジット: Pawsey スーパーコンピューティング研究センター

将来が楽しみです

この発見は、中性子星の物理学と極限環境における磁場の挙動の理解に重要な意味を持ちます。

また、磁気の形成と進化に関する新たな疑問も生じ、高速電波バーストなどの神秘的な現象の起源を解明できる可能性がある。

研究チームは、マグネターの特性や挙動をさらに詳しく知るために、マグネターのさらなる観察を計画している。

彼らはまた、将来的にこれらの神秘的な物体をさらに発見し、それらが本当に非常に長い周期を持つ磁石なのか、それとももっと驚異的なものなのかを判断したいと考えています。

参考文献：N. Hurley-Walker、N. Rea、SJ McSweeney、BW Meyers、E. Lenc、I. Heywood、SD Hyman、YP Men、TE Clarke、F. Coti Zelati、DC Price、C. Horváth、TJ Galvin、GE Anderson、A. cci、JS Morgan、KM Rajwade、B. Stapers 著「Long Range Radio Transient Active for Three Decades」 A. ウィリアムズ、2023 年 7 月 9 日 自然。
DOI: 10.1038/s41586-023-06202-5

MWA は、オーストラリアと南アフリカで建設中の世界最大の電波天文台であるスクエア キロメートル アレイの前身です。 MWA は今年、10 年にわたる国際的な科学活動と発見を完了するという重要な節目を迎えます。

国際電波天文学研究センター (ICRAR) は、西オーストラリア州政府からの支援と資金提供を受けて、カーティン大学と西オーストラリア大学の共同プロジェクトです。

我々は、ワジャリ・ヤマジが、マーチソン・ワイドフィールド・アレイが設置されているCSIROマーチソン電波天文台の敷地であるインヤリマンハ・イルガリ・ブンダラの伝統的な所有者であり、本来の所有者であることを認める。

パースのポーシー スーパーコンピューティング研究センター (ティア 1 の資金提供を受けた国立スーパーコンピューティング施設) は、この研究で使用された MWA 観測値の保存と処理を支援しました。