天文学者、月ほどの大きさの超高密度白色星を発見

天文学者、月ほどの大きさの超高密度白色星を発見

太陽よりも質量が大きい、白熱した死にゆく恒星を想像してみてください。その恒星は、月より少し大きい球体に凝縮されています。それが、天文学者によって最近発見された記録的な白色矮星、ZTF J190132.9+145808.7です。

この恒星は、カリフォルニア州とハワイ州に拠点を置くツウィッキー・トランジェント・ファシリティ(Zwicky Transient Facility)から観測されたため、この天体のややこしい名前の頭文字が付けられました。この天体の極めて強い磁場と質量(太陽の約10億倍、質量は太陽の1.35倍)に基づき、研究者たちはこれが白色矮星の合体によって生じたものだと考えています。この研究結果は今週、ネイチャー誌に掲載されました。

白色矮星(縮退矮星とも呼ばれる)は、多くの小型および中型恒星の最終段階です。連星系と呼ばれる状態で互いに周回する白色矮星は、最終的に合体し、超新星爆発を起こす可能性があります。しかし、質量がそれほど大きくない場合は、1つの大きな白色矮星を形成するだけです。「私たちは、爆発するほど質量がなかった非常に興味深い天体を捉えました」と、カリフォルニア工科大学の天体物理学者で本論文の筆頭著者であるイラリア・カイアッツォ氏は、ケック天文台のプレスリリースで述べています。「私たちは、白色矮星がどれほどの質量を持ち得るかを真に探究しているのです。」

卵星雲からの偏光を再現した擬似カラー画像。中心にある恒星がゆっくりと白色矮星へと変化している様子が観察できる。
卵星雲からの偏光を映した擬似カラー画像。中心にある恒星はゆっくりと白色矮星へと変化している。画像提供:NASA、W. Sparks (STScI)、R. Sahai (JPL)

ZTF J190132.9+145808.7は自転速度が非常に速く、わずか7分弱で一周します。直径は約2,670マイル(約4,800キロメートル)で、これまで知られていた最小の白色矮星(直径約5,000キロメートル)よりもわずかに小さいです。研究チームは、この星の磁場の強さと高速自転を関連付けて研究した結果、この矮星はかつて2つの別々の恒星が、高密度で高速回転する衝突によって合体したという結論に至りました。

研究チームは、ZTF J190132.9+145808.7が中性子星に変化する可能性があると考えている。中性子星は恒星の寿命の最終段階の一つであり、恒星が最終的に崩壊する段階である。「この星は非常に巨大で高密度であるため、中心核では電子が原子核内の陽子に捕獲されて中性子を形成しています」とカイアッツォ氏は同じ発表で述べている。「電子からの圧力が重力に逆らって恒星を無傷に保つため、十分な数の電子が除去されると中心核は崩壊します。」

白色矮星の合体によってどれほど強い磁場が生じるのか、宇宙空間における白色矮星間の合体頻度はどの程度なのかなど、未知のことは山ほどある。望遠鏡は空を見上げ続けるので、矮星が観測可能な大きさであり続ける限り、将来的にはさらなる記録破りの現象が現れるだろうと確信できる。

続き:天文学者、白色矮星を周回する初の惑星を発見

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