天文学者が異常に脈動する死んだ星のパズルを解く

Jun 22, 2023

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国際天文学者チームは、宇宙の謎の中心にある天体、つまり明るさが絶えず変化しているように見えるパルサーに関する新たな洞察を解明した。 現在、科学者たちはその背後にあるものを知っていると考えています。

急速に回転する死んだ星であるパルサーは、回転するときに天の灯台のように脈動するように見える電磁放射のビームを空間全体に放出するため、そのように呼ばれています。

しかし、PSR J1023+0038と呼ばれるパルサーは地球から約4,500光年離れたセクスタンス座に位置しており、パルスの一部が他のパルスよりも明るく、まるで異なるモードを切り替えているかのようにさらに珍しい。

自転する死んだ星と、その星が密接に周回する伴星は、2007年に初めて発見された。しかし、複数の望遠鏡で行われた新たな観測では、パルサーが他の星から物質を剥がすときに奇妙なことが起こり、この活動が過去10年間続いていることが示された。 。

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新しい観測に関する研究は水曜日、学術誌「Astronomy & Astrophysics」に掲載された。

「私たちは、宇宙の砲弾に似た膨大な量の物質が、信じられないほどの高速で回転する小さくて密度の高い物体から数十秒という非常に短い時間内に宇宙に発射されるという、異常な宇宙事象を目撃しました」と研究主著者のマリア氏は述べた。イタリア国立天体物理学研究所と提携しているニューヨーク大学アブダビ校の研究者、クリスティーナ・バーリオ氏は声明でこう述べた。

パルサーが伴星から物質を吸い上げ始めると、その特徴的なパルスビームは消えました。 その代わりに、パルサーは、天文学者が「ハイ」モードと「ロー」モードと呼ぶもので動作する一定の交互サイクルに入りました。

ハイモードでは、パルサーは X 線、紫外線、可視光線の波長を放出します。 ローモードになるとパルサーは暗くなり、他の波長の光よりも多くの電波を共有します。 2 つのモードは、それぞれ数秒または数分間継続してから、もう一方に切り替わります。

天文学者は、天体のパズルを解くために、さまざまな種類の光を検出できる多様な天文台を必要としていました。

「このパルサーの挙動を理解するための私たちの前例のない観測キャンペーンには、十数台の最先端の地上および宇宙搭載望遠鏡が関与しました」と、研究共著者でスペインのバルセロナにある宇宙科学研究所の研究者フランチェスコ・コティ・ゼラティ氏は声明で述べた。

2021年6月、パルサーはハイモードとローモードの間で280回以上の切り替えを行った。 さまざまな望遠鏡の観測により、天文学者が両方のモードで何が起こったのかを理解するために必要な詳細が収集されました。

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彼らは、パルサーとその伴星との間の物質の交換がパルサーの異常な行動を引き起こすことを発見した。

パルサーが伴星を引っ張ると、伴星からガスが放出され、パルサーの周りに円盤を形成してから、パルサーに向かってゆっくりと落下します。

最終的に、ローモードでは、同じ物質が狭いジェットとしてパルサーから放出されます。 放出された物質は、パルサーから吹き出される風に当たります。 風によって恒星物質が加熱され、さまざまな光の波長で光り、ハイモードが活性化されます。

ジェットが星からさらに多くの物質を押し出し続けると、このプロセスが繰り返され、より熱く輝く物質の一部が邪魔にならずに移動し、低モードに戻ります。

「モードの​​切り替えは、パルサーの風、パルサーから吹き飛ばされる高エネルギー粒子の流れ、パルサーに向かって流れる物質の間の複雑な相互作用によって引き起こされることがわかりました」とコティ・ゼラティ氏は語った。他の同様のパルサー システムであるか、またはこれがユニークであるかどうか。