新しいタイプの星がマグネターの謎の起源の手がかりを与える
2023年 8月 17日
ダイナミックな青い球体、つまり大質量星がこの画像の中心にあり、その周りには強力な青い磁力線があります。 磁力線はうっすらと細かく見えますが、特に星自体の近くでは密集しています。 この線は星の表面、特に極から飛び出し、閉じたループを描いて巻き戻り、星の赤道の反対側で終わります。 星の近くでこれをきつく巻いたループで行うものもあれば、フレームの端まで伸ばして長い弧を描いてループバックするものもあります。
マグネターは宇宙で最も強い磁石です。 超強力な磁場を持つこれらの超高密度の死んだ星は銀河系のいたるところで見られますが、天文学者たちはそれらがどのように形成されるのか正確には知りません。 現在、研究者らはヨーロッパ南天天文台（ESO）の施設を含む世界中の複数の望遠鏡を使用して、マグネターになる可能性のある生きた星を発見した。 この発見は、新しいタイプの天体、つまり巨大な磁性ヘリウム星 - の発見を示し、マグネターの起源に光を当てます。
100年以上観測されてきたにもかかわらず、この星 HD 45166 の謎めいた性質は従来のモデルでは簡単に説明できず、一対の星の 1 つであるという事実 [1] 、豊富な情報以外はほとんど知られていませんでした。 ヘリウム中で存在し、太陽の数倍の質量があります。
「この星は、私のちょっとした強迫観念になりました」と、本日サイエンス誌に掲載されたこの天体に関する研究の筆頭著者であり、オランダのアムステルダム大学の天文学者であるトマー・シェナー氏は言う。 「トーマーと私は、HD 45166 を『ゾンビスター』と呼んでいます」と共著者でドイツに拠点を置く ESO 天文学者ジュリア・ボーデンシュタイナーは言います。 「これは、この星がとてもユニークだからというだけでなく、私が冗談でトマーをゾンビにしてしまうと言ったからでもあります。」
以前に同様のヘリウムを多く含む星を研究したことがあるシェナー氏は、磁場によってこの事件が解明される可能性があると考えた。 実際、磁場は星の挙動に影響を与えることが知られており、従来のモデルが約 3000 光年離れたいっかくじゅう座の HD 45166 を記述できなかった理由を説明できる可能性があります。 「文献を読んでいるときに、『もしも星が磁性体だったらどうなるだろう？』という、ひらめきを覚えたのを覚えています」と、現在スペインのマドリードにある宇宙生物学センターに拠点を置くシェナー氏は言う。
シェナーと彼のチームは、世界中の複数の施設を使用してこの星の研究に着手しました。 主な観測は、カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡にある磁場を検出・測定できる機器を使用して2022年2月に実施された。 研究チームはまた、チリにある ESO のラシージャ天文台にあるファイバー給電拡張範囲光学分光器 (FEROS) で撮影された重要なアーカイブ データにも依存しました。
観測が完了すると、シェナー氏は共著者でカナダ王立陸軍大学の星の磁場の専門家であるグレッグ・ウェイド氏にデータを調べるよう依頼した。 ウェイドの返答は、シェナーの予感を裏付けた。「友人よ、これが何であれ、これは間違いなく磁力を持っています。」
シェナー博士のチームは、この星が 43,000ガウスという信じられないほど強い磁場を持っていることを発見しており、HD45166 はこれまでに発見された中で最も磁気を帯びた大質量星となっている [2]。 「ヘリウム星の表面全体には、地球のほぼ10万倍強い磁場があります」と共著者であるベルギーのルーヴェン大学天文学研究所の天文学者パブロ・マルシャント氏は説明する[編集を参照]。
この観測は、まさに最初の大質量磁性ヘリウム星の発見を示しています。 「新しいタイプの天体を発見するのはとても楽しいことです」とシェナー氏は言います。「特に、それがずっと目に見えないところに隠れていた場合にはなおさらです。」
さらに、この星は、HD45166 のものよりも少なくとも 10 億倍強い磁場に満ちたコンパクトな死の星であるマグネターの起源に関する手がかりを提供します。チームの計算は、この星がマグネターとしての生涯を終えることを示唆しています。 星が自身の重力で崩壊するにつれて、その磁場は強化され、最終的に星は約 100 兆ガウスの磁場を持つ非常にコンパクトな核になります [3] - これは宇宙で最も強力なタイプの磁石です。
シェナー氏と彼のチームはまた、HD45166 の質量がこれまで報告されていたものよりも小さく、太陽の約 2 倍であること、そしてその恒星対がこれまで考えられていたよりもはるかに長い距離を周回していることも発見した。 さらに、彼らの研究は、HD45166 が 2つの小さなヘリウム豊富な星の合体によって形成されたことを示しています。 「私たちの調査結果は、HD45166 に対する私たちの理解を完全に再構築しました」とボーデンシュタイナー氏は結論づけています。
編集 [8月 17日]: 単位変換の間違いにより以前のバージョンが正しくなかったため、Pablo Marchant による引用が変更されました。
ノート
[1] HD45166 は連星系ですが、この本文では HD45166 は両方の星を指すのではなく、ヘリウムが豊富な星を指します。
[2] 43,000ガウスの磁場は、チャンドラセカールの質量限界を超える星でこれまでに検出された最も強い磁場であり、チャンドラセカール質量限界は、それを超えると星が中性子星に崩壊する可能性がある臨界限界です（磁星は中性子星の一種です）。
[3] このテキストでは、10億は 1 の後に 9つのゼロが続くことを指し、1兆は 1 の後に 12 のゼロが続くことを指します。
詳しくは
この研究は、Science 誌に掲載される論文として発表されました (doi:science.org/doi/10.1126/science.ade3293)。
チームは、Tomer Shenar (オランダのアムステルダム大学 [API] アントン・パンネクーク天文学研究所、現在はスペインのマドリッドの宇宙生物学センターに所属)、Gregg Wade (英国王立陸軍大学物理宇宙科学科) で構成されています。 カナダ、カナダ)、Pablo Marchant (天文学研究所、ルーヴェン大学、ベルギー [ルーヴェン大学])、Stefano Bagnulo (アーマー天文台およびプラネタリウム、英国)、Julia Bodensteiner (ヨーロッパ南天文台、ガルヒング、ドイツ; ルーヴェン大学)、Dominic M Bowman (ルーヴェン大学)、Avishai Gilkis (イスラエル、テルアビブ大学物理天文学部)、Norbert Langer (ドイツ、ボン大学、アーゲランダー天文学研究所、ドイツ、ボン、マックス・プランク電波天文学研究所)、 André Nicolas-Chené (ハワイ国立科学財団国立光赤外線天文学研究所)、Lidia Oskinova (物理学と天文学研究所、ポツダム大学、ドイツ [ポツダム])、Timothy Van Reeth (ルーヴェン大学)、Huges Sana ( KU Leuven)、Nicole St-Louis (モントリオール大学、科学複合体、カナダ)、Alexandre Soares de Oliveira (ブラジル、サン・ジョゼ・ドス・カンポス、ヴァーレ・ド・パライバ大学研究開発研究所)、Helge トッド（ポツダム）とシルビア・トゥーネン（API）。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が万人の利益のために宇宙の秘密を発見できるようにします。 私たちは、天文学者が刺激的な問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学のための国際協力を推進しています。 1962 年に政府間組織として設立され、現在 ESO は 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、 英国）、開催国のチリ、そして戦略的パートナーとしてのオーストラリアと協力します。 ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO スーパーノヴァは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所であるチリのアタカマ砂漠には、私たちの望遠鏡があります。 ESO は、ラ シラ、パラナル、チャナントールの 3 つの観測サイトを運営しています。 Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、さらに VISTA などの測量望遠鏡を運用しています。 またパラナルでは、ESOは世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運営します。 ESO は国際的なパートナーと協力して、ミリメートルおよびサブミリメートルの範囲で空を観測する施設であるチャナントールでアルマ望遠鏡を運営しています。 パラナル近くのセロ アルマゾネスで、私たちは「空にある世界最大の目」である ESO の超大型望遠鏡を建設しています。 私たちはチリのサンティアゴにあるオフィスから国内での事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わります。
カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡 (CFHT) は、カナカ マオリ族の土地であるマウナケアにあり、ハワイ先住民にとって文化的、自然的、生態学的に重要な山です。
リンク
研究論文
ESOのラ・シーラ天文台の写真
2023年 8月 17日
ダイナミックな青い球体、つまり大質量星がこの画像の中心にあり、その周りには強力な青い磁力線があります。 磁力線はうっすらと細かく見えますが、特に星自体の近くでは密集しています。 この線は星の表面、特に極から飛び出し、閉じたループを描いて巻き戻り、星の赤道の反対側で終わります。 星の近くでこれをきつく巻いたループで行うものもあれば、フレームの端まで伸ばして長い弧を描いてループバックするものもあります。
マグネターは宇宙で最も強い磁石です。 超強力な磁場を持つこれらの超高密度の死んだ星は銀河系のいたるところで見られますが、天文学者たちはそれらがどのように形成されるのか正確には知りません。 現在、研究者らはヨーロッパ南天天文台（ESO）の施設を含む世界中の複数の望遠鏡を使用して、マグネターになる可能性のある生きた星を発見した。 この発見は、新しいタイプの天体、つまり巨大な磁性ヘリウム星 - の発見を示し、マグネターの起源に光を当てます。
100年以上観測されてきたにもかかわらず、この星 HD 45166 の謎めいた性質は従来のモデルでは簡単に説明できず、一対の星の 1 つであるという事実 [1] 、豊富な情報以外はほとんど知られていませんでした。 ヘリウム中で存在し、太陽の数倍の質量があります。
「この星は、私のちょっとした強迫観念になりました」と、本日サイエンス誌に掲載されたこの天体に関する研究の筆頭著者であり、オランダのアムステルダム大学の天文学者であるトマー・シェナー氏は言う。 「トーマーと私は、HD 45166 を『ゾンビスター』と呼んでいます」と共著者でドイツに拠点を置く ESO 天文学者ジュリア・ボーデンシュタイナーは言います。 「これは、この星がとてもユニークだからというだけでなく、私が冗談でトマーをゾンビにしてしまうと言ったからでもあります。」
以前に同様のヘリウムを多く含む星を研究したことがあるシェナー氏は、磁場によってこの事件が解明される可能性があると考えた。 実際、磁場は星の挙動に影響を与えることが知られており、従来のモデルが約 3000 光年離れたいっかくじゅう座の HD 45166 を記述できなかった理由を説明できる可能性があります。 「文献を読んでいるときに、『もしも星が磁性体だったらどうなるだろう？』という、ひらめきを覚えたのを覚えています」と、現在スペインのマドリードにある宇宙生物学センターに拠点を置くシェナー氏は言う。
シェナーと彼のチームは、世界中の複数の施設を使用してこの星の研究に着手しました。 主な観測は、カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡にある磁場を検出・測定できる機器を使用して2022年2月に実施された。 研究チームはまた、チリにある ESO のラシージャ天文台にあるファイバー給電拡張範囲光学分光器 (FEROS) で撮影された重要なアーカイブ データにも依存しました。
観測が完了すると、シェナー氏は共著者でカナダ王立陸軍大学の星の磁場の専門家であるグレッグ・ウェイド氏にデータを調べるよう依頼した。 ウェイドの返答は、シェナーの予感を裏付けた。「友人よ、これが何であれ、これは間違いなく磁力を持っています。」
シェナー博士のチームは、この星が 43,000ガウスという信じられないほど強い磁場を持っていることを発見しており、HD45166 はこれまでに発見された中で最も磁気を帯びた大質量星となっている [2]。 「ヘリウム星の表面全体には、地球のほぼ10万倍強い磁場があります」と共著者であるベルギーのルーヴェン大学天文学研究所の天文学者パブロ・マルシャント氏は説明する[編集を参照]。
この観測は、まさに最初の大質量磁性ヘリウム星の発見を示しています。 「新しいタイプの天体を発見するのはとても楽しいことです」とシェナー氏は言います。「特に、それがずっと目に見えないところに隠れていた場合にはなおさらです。」
さらに、この星は、HD45166 のものよりも少なくとも 10 億倍強い磁場に満ちたコンパクトな死の星であるマグネターの起源に関する手がかりを提供します。チームの計算は、この星がマグネターとしての生涯を終えることを示唆しています。 星が自身の重力で崩壊するにつれて、その磁場は強化され、最終的に星は約 100 兆ガウスの磁場を持つ非常にコンパクトな核になります [3] - これは宇宙で最も強力なタイプの磁石です。
シェナー氏と彼のチームはまた、HD45166 の質量がこれまで報告されていたものよりも小さく、太陽の約 2 倍であること、そしてその恒星対がこれまで考えられていたよりもはるかに長い距離を周回していることも発見した。 さらに、彼らの研究は、HD45166 が 2つの小さなヘリウム豊富な星の合体によって形成されたことを示しています。 「私たちの調査結果は、HD45166 に対する私たちの理解を完全に再構築しました」とボーデンシュタイナー氏は結論づけています。
編集 [8月 17日]: 単位変換の間違いにより以前のバージョンが正しくなかったため、Pablo Marchant による引用が変更されました。
ノート
[1] HD45166 は連星系ですが、この本文では HD45166 は両方の星を指すのではなく、ヘリウムが豊富な星を指します。
[2] 43,000ガウスの磁場は、チャンドラセカールの質量限界を超える星でこれまでに検出された最も強い磁場であり、チャンドラセカール質量限界は、それを超えると星が中性子星に崩壊する可能性がある臨界限界です（磁星は中性子星の一種です）。
[3] このテキストでは、10億は 1 の後に 9つのゼロが続くことを指し、1兆は 1 の後に 12 のゼロが続くことを指します。
詳しくは
この研究は、Science 誌に掲載される論文として発表されました (doi:science.org/doi/10.1126/science.ade3293)。
チームは、Tomer Shenar (オランダのアムステルダム大学 [API] アントン・パンネクーク天文学研究所、現在はスペインのマドリッドの宇宙生物学センターに所属)、Gregg Wade (英国王立陸軍大学物理宇宙科学科) で構成されています。 カナダ、カナダ)、Pablo Marchant (天文学研究所、ルーヴェン大学、ベルギー [ルーヴェン大学])、Stefano Bagnulo (アーマー天文台およびプラネタリウム、英国)、Julia Bodensteiner (ヨーロッパ南天文台、ガルヒング、ドイツ; ルーヴェン大学)、Dominic M Bowman (ルーヴェン大学)、Avishai Gilkis (イスラエル、テルアビブ大学物理天文学部)、Norbert Langer (ドイツ、ボン大学、アーゲランダー天文学研究所、ドイツ、ボン、マックス・プランク電波天文学研究所)、 André Nicolas-Chené (ハワイ国立科学財団国立光赤外線天文学研究所)、Lidia Oskinova (物理学と天文学研究所、ポツダム大学、ドイツ [ポツダム])、Timothy Van Reeth (ルーヴェン大学)、Huges Sana ( KU Leuven)、Nicole St-Louis (モントリオール大学、科学複合体、カナダ)、Alexandre Soares de Oliveira (ブラジル、サン・ジョゼ・ドス・カンポス、ヴァーレ・ド・パライバ大学研究開発研究所)、Helge トッド（ポツダム）とシルビア・トゥーネン（API）。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が万人の利益のために宇宙の秘密を発見できるようにします。 私たちは、天文学者が刺激的な問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学のための国際協力を推進しています。 1962 年に政府間組織として設立され、現在 ESO は 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、 英国）、開催国のチリ、そして戦略的パートナーとしてのオーストラリアと協力します。 ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO スーパーノヴァは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所であるチリのアタカマ砂漠には、私たちの望遠鏡があります。 ESO は、ラ シラ、パラナル、チャナントールの 3 つの観測サイトを運営しています。 Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、さらに VISTA などの測量望遠鏡を運用しています。 またパラナルでは、ESOは世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運営します。 ESO は国際的なパートナーと協力して、ミリメートルおよびサブミリメートルの範囲で空を観測する施設であるチャナントールでアルマ望遠鏡を運営しています。 パラナル近くのセロ アルマゾネスで、私たちは「空にある世界最大の目」である ESO の超大型望遠鏡を建設しています。 私たちはチリのサンティアゴにあるオフィスから国内での事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わります。
カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡 (CFHT) は、カナカ マオリ族の土地であるマウナケアにあり、ハワイ先住民にとって文化的、自然的、生態学的に重要な山です。
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研究論文
ESOのラ・シーラ天文台の写真
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