この明るい点は、全く新しいタイプの宇宙物体かもしれない

この明るい点は、全く新しいタイプの宇宙物体かもしれない

当初、その点は他の星と何ら変わりないように見えました。しかし、天体物理学者たちは偏光に切り替え、全く予想外の光景を目にしました。

「中心の明るいブラックホールさえもすべて消え去り、この小さな点だけが残ったのです」と、チリのディエゴ・ポルタレス大学とドイツのマックス・プランク電波天文学研究所の天体物理学者エレナ・シャブロヴィンスカヤ氏はギズモードに語った。シャブロヴィンスカヤ氏のチームは、全く新しい種類の宇宙物体を発見したと考えており、これを「プンクトゥム」と名付けた。

ラテン語で「点」を意味するプンクトゥム(Punctum)は、その名の通り、宇宙空間に点在するコンパクトで明るい光の点です。しかし、ミリ波でしか見えず、異常に整然とした磁場を内包しています。プン​​クトゥムに関する論文はAstronomy & Astrophysics誌に掲載が受理され、現在arXivで公開されています

プンクトゥム地図 NGC 4945
ALMAによる銀河NGC 4945の画像。プンクタムは箱の中にある小さな点です。クレジット:エレナ・シャブロヴィンスカヤ他、2025

研究チームは、プンクトゥムがマグネターや超新星残骸といった既知の現象の、単なる特異な例に過ぎないことを証明しようとした。プンクトゥムが属するNGC 4945は、活発な赤ちゃん星の集団を擁することで知られる近傍銀河であり、プンクトゥムもその一つであると仮定するのは理にかなったことだった。何しろ、NGC 4945は天の川銀河に非常に近いため、天体物理学者たちは銀河系をしっかりと把握していると考えていたのだ。シャブロヴィンスカヤ氏の言葉を借りれば、「ありふれた光景に隠れている」何かを見逃すはずがない…そうだろう? 

しかし、プンクトゥムを既存の天体物理学の知見に無理やり当てはめようとすればするほど、プンクトゥムはそれに逆らうように見えました。例えば、研究チームがX線望遠鏡や電波望遠鏡で同じ領域を調べてみると、プンクトゥムは姿を消し、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)のミリ波スペクトルでのみ観測されました。ALMAの偏光を捉える能力は、プンクトゥムの奇妙な磁場を科学者たちに明らかにし、その謎をさらに深めました。

「そこで私たちは、その明るさ、偏光、スペクトルを、マグネター、パルサー、星形成領域、ブラックホールジェットなど、考えられるあらゆる極端な天体と比較しました」とシャブロヴィンスカヤ氏は振り返る。「どれも一致しませんでした」

しかし、全く新しい何かを発見したという事実を受け入れることで、さらなる疑問が浮かび上がった。それは一体何なのか?マグネターの1万倍から10万倍、ほとんどの超新星の10倍から100倍も明るいプンクトゥムは、どこから光を得ているのか?ブラックホールや中性子星と関連している可能性はあるのだろうか? 

シャブロヴィンスカヤ氏にとって、答えを見つけるための最善の策は、プンクトゥムの奇妙な偏光、つまり「磁気環境の指紋」を調査することかもしれない、と彼女は述べた。結局のところ、プンクトゥム周辺の光波の不気味なほど整然とした配列こそが、研究チームがこの天体の奇妙さに気づいたきっかけだったのだ。

「通常、宇宙環境で光が生成される際、磁場が絡み合っているため、光は混ざり合って無秩序な状態になります」と彼女は説明した。「プンクトゥムの磁場をより多くの波長で測定したり、時間経過に伴う変化を観察することができれば、プンクトゥムのエネルギー源や、既知の天体との関連性を解明できる可能性があります。」

「プンクトゥムは、私たちがよく理解していると思っていた場所で、宇宙がまだ私たちを驚かせることがあることを示しています」とシャブロヴィンスカヤ氏は述べた。「私にとって、これは天文学がまだ終わっていないことを思い出させてくれるものです。私たちはまだ、宇宙に存在する様々な天体の全貌を発見し始めたばかりなのです。」

この新たな研究は、天文学者が単一の発生源を調査するために異なる種類の信号を用いるマルチメッセンジャー天文学の新たな強力な例となる。最近、天文学者たちは重力レンズ効果を用いて超大質量ブラックホールを発見した。今回の研究では、科学者たちは光の特定の挙動、すなわち偏光を、より従来的な手法と併せて研究し、結果の検証を行った。 

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