長周期ラジオ一過現象の正体は白色矮星のペア星系―磁気的カタストロフィック変光星から発せられる信号
銀河内で検出される謎の無線信号「長周期ラジオ一過現象」（LPTs）の正体が、ついに明らかになった。シドニー大学物理学部とCSIROの博士課程学生コヴィ・ローズ率いる研究チームが、Nature Astronomyに発表した「周期的な無線およびX線放射を示す降着する白色矮星連星」と題する論文で、このなぞなぞの答えを提示している。
数分から数時間の周期で繰り返すLPTsは、高度に偏光した干渉性のある無線バースト信号で、銀河系内の物体から発せられている。天文学者らは2005年に最初のLPTsの兆候を検出して以来、多数の事例を発見してきたが、その物理的起源は長年謎のままだった。
今回、研究チームが解明したのが「ASKAP J174508.9−505149」と命名された新しいLPT（本稿ではJ17と呼称）である。J17は1.3時間周期の軌道を持ち、軌道に調整された形でX線放射と無線バーストを示す。特徴的なのは、その放射周波数がより長い周期で漂動し、数時間にわたって信号が途絶える点だ。この特異な振舞いが、LPTsの発生メカニズム解明への重要な手がかりとなった。
白色矮星が相手星から物質を引き剥がす過程で生じる信号
ローズ氏は「初めて、これらの信号の起源を特定することができた。その源は『カタストロフィック変光星』、つまり白色矮星が伴星から物質を能動的に引き寄せている系であることが確認できた」と述べている。
J17の正体は「磁気カタストロフィック変光星」（磁気CV）である。これは白色矮星と供給星（ドナー星）からなるペア星系で、白色矮星が極めて強い磁場を備えている。研究チームによると、J17に含まれる白色矮星は地球と同程度の大きさながら太陽と同じ質量を持つ。伴星は赤色矮星で、太陽の約10分の1の質量だ。この二つの星は非常に密接に軌道を共有し、80分少し超える周期で一周回を完了する。
ウィスコンシン・ミルウォーキー大学物理・天体物理学教授のデイビッド・カプラン博士は、この密接さの意味を説明している。「これほど短い周期で軌道を描くには、ペア星系は極めて小型で互いに非常に接近していなければならない。実際、両星がそれほど小型で接近しているため、一方の星からもう一方の星へ物質が流出し始めており、それが我々が観測で捉えた特定のシグナルを生み出している。これが数百年にわたって広く研究されてきたカタストロフィック変光星というクラスを示す根拠となるのだ」と述べた。
磁場の相互作用が生み出すラジオバースト、X線放射と異なる起源
X線成分はドナー星由来の物質が白色矮星の表面に蓄積し、加熱されることで放射される。対照的に、無線バースト信号は星の相互作用する磁場によって生成される。ローズ氏は「これらの放射はすべて、この系の軌道運動に結びついている」と指摘し、「興味深いことに、無線信号とX線信号はピークの時間が一致せず、それぞれ異なる領域で生成されていることを示唆している」と述べた。
Long Period Radio Transients は、約12個しか発見されていないまれな現象である。磁化された白色矮星を含むペア星系がその起源であることの確認は、この謎めいた宇宙現象の解明に向けた重要な一歩となる。
出典: Universe Today
