X線天文学の盲点：84個の「超軟X線源」が一度に発見された理由
チャンドラX線観測衛星（Chandra X-Ray Observatory）が20年以上に渡って蓄積したデータから、これまで見落とされてきた極めて明るいX線天体群が浮かび上がった。アラバマ大学のムスタファ・ムヒブッラーとジミー・アーウィン、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのロザンヌ・ディ・ステファノらの研究チームが発表した新しい論文によると、「超軟X線源」（Hypersoft X-ray Sources、HSSs）と名付けられたこれらの天体は、長年の天文学的謎を解く鍵となる可能性を秘めている。
アンドロメダ銀河とおよび回転花火銀河（Pinwheel Galaxy）を含む6つの近傍銀河を調査した結果、研究チームは84個もの明確なHSSを発見した。この数の多さと個々の天体の明るさは、これまでに想定されていなかったものだ。
20年間見えなかった理由は「キャリブレーション」
では、なぜこうした輝かしい天体がこれまで発見されなかったのか。答えは、多くの研究グループが行う標準的なデータ処理の手法にある。
チャンドラに搭載されたACIS（Advanced CCD Imaging Spectrometer）カメラのキャリブレーション（較正）の難しさが問題だった。低エネルギーX線データを正確に取得するための較正は極めて困難なため、ほとんどの研究グループは300eV（電子ボルト）以下のエネルギー領域を意図的にフィルタリングして、背景ノイズを除去していたのだ。
さらに悪いことに、チャンドラ自体がこのエネルギー帯での感度を徐々に低下させていた。望遠鏡からのアウトガスがACISカメラの冷却光学フィルタに付着し、軟X線を遮る汚染層を形成したのである。銀河団Abell 1795からの安定した放射を用いた分析により、2017年までにチャンドラのこのエネルギー帯での感度は初期値の20％未満に低下していることが明らかになった。そこで研究チームは、データの正確性を確保するため2017年より前のデータセットを使用した。
白色矮星の爆発と質量降着が生成する候補天体
超軽X線源の定義は厳密だ。150～300eVの範囲で観測可能であり、それより高いエネルギー領域ではほぼ放射がなく、軟X線領域で放出する光子が硬X線領域の光子より8倍以上多いことが条件となる。
これらの天体の総エネルギー出力を計算すると驚くべき数字が出現する。軟X線エネルギー帯だけで、太陽が全スペクトラムで放出する総エネルギーの数万倍から数十万倍に達している。ボロメトリック補正を用いて地球に到達しない隠れた極紫外線（Extreme Ultra-Violet、EUV）を考慮して総出力を推定すると、最も明るい天体は超高光度X線源と匹敵するレベルに到達し、活動的な超大質量ブラックホールや激しい星形成を持たない銀河における非爆発的天体の中で最も明るい部類に属する。
研究チームは、これら超軽X線源を駆動する可能性のある3つのメカニズムを提示している。第一に、特にアンドロメダ銀河では、新星（nova）が発生したことが既に知られている場所と完璧に一致するHSSが複数存在する。白色矮星が外層を放出した後、その表面で起きる水素核融合が徐々に減速し、一時的な「超軟X線」の段階を経て冷却していく。第二のメカニズムは、白色矮星が伴星から物質を引き寄せて光球を拡大し、放射をEUVおよび超軟X線領域にシフトさせる場合である。
出典: Universe Today
