チャンドラX線天文台が捉えた謎の「超軟X線源」84個、20年以上のデータから初めて検出
NASAのチャンドラX線天文台が20年以上にわたって蓄積したデータから、これまで見落とされていた極めて明るいX線源を大量に発見した。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・ステファーノらの研究チームが発表した論文によると、この新しく認識された天体を「超軟X線源（Hypersoft X-ray Sources、HSS）」と呼び、彼らはアンドロメダ銀河やピンホイール銀河を含む6つの近傍銀河を調査して、実に84個の異なるHSSを検出したという。
検出の困難さ：キャリブレーション技術が障壁に
HSSが今まで見逃されていた理由は、天文学的データ分析の手法にある。ほとんどの研究グループは分析作業を簡潔にするため、300電子ボルト（eV）以下のエネルギー領域をフィルタリングで除去して背景ノイズを排除している。低エネルギーX線データの正確な測定は極めて難しいため、この手法は一般的な対応だ。さらに深刻な問題として、チャンドラ自体が徐々にこのエネルギー領域での感度を低下させていた。チャンドラに搭載されたACIS（Advanced CCD Imaging Spectrometer）カメラの冷却光学フィルターが、望遠鏡自体からのアウトガスによって汚染層で覆われてしまったのだ。研究チームは銀河団アベル1795の安定した光を使用して検証した結果、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能力の20パーセント以下に低下していたことを示した。そのため、彼らはデータ精度を確保するため2017年より前の観測データを使用する判断に至ったのである。
超軟X線源の正体：複数の天体メカニズムの可能性
HSSとは、150～300eVのエネルギー帯で観測可能で、それより高いエネルギーの放射がほぼ見られず、軟X線帯域で「硬い」X線帯域の8倍の光子を放出する天体と定義される。極紫外線（Extreme Ultra-Violet、EUV）領域で強く輝く天体は、超軟X線スペクトルへの「裾野」を生じさせるため、チャンドラで検出可能になるメカニズムである。
研究チームが計算した結果、これらの天体は軟X線帯域だけでも太陽全スペクトルの数万倍から数十万倍のエネルギー出力を放出しており、ボロメトリック補正で隠れた極紫外線を含めた総出力を推定すると、最も明るいHSSは超高光度X線源に匹敵し、活動的な巨大ブラックホールや激しいスターバースト現象を持たない銀河における最高クラスの非爆発的天体として分類されるという。
研究著者らによれば、こうした極めて明るいX線源は3つの異なるメカニズムで駆動される可能性がある。第一に、アンドロメダ銀河で特に顕著なように、既知の新星発生位置と正確に一致するものが複数存在する。白色矮星が外層を吹き飛ばした後、水素燃焼が徐々に鎮火し、一時的な「超軟」段階を経て冷却される現象である。第二のメカニズムとしては、白色矮星が伴星から物質を吸い寄せ、光球を拡張させ、その光を極紫外線および超軟X線帯域にシフトさせる可能性が考えられている。
出典: Universe Today
