スパイダーパルサーのミッシングリンクが見つかりました

中国科学院より2023年8月29日

M71E (図の右側のパルサー連星)、FAST (図の下)、および球状星団 M71 (背景) の写真。 クレジット: ScienceApe/CAS/NAOC

Scientists from the Chinese Academy of Sciences’ National Astronomical Observatories (NAOC), along with their international partners, used the Five-hundred-meter Spherical radio Telescope (FAST) to identify a binary pulsarFirst observed at radio frequencies, a pulsar is a rotating neutron star that emits regular pulses of radiation. Astronomers developed three categories for pulsars: accretion-powered pulsars, rotation-powered pulsars, and nuclear-powered pulsars; and have since observed them at X-ray, optical, and gamma-ray energies." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">公転周期53分のパルサー系。 PSR J1953+1844 または M71E として知られるこの新たに発見されたシステムは、スパイダー パルサー システムの進化段階に関する理解において以前に存在したギャップを埋めるものです。

この研究結果は最近、Nature誌に掲載されました。

最初のパルサーは 1967 年に発見されました。現在、空のこまのように規則的かつ高速で回転するこの魅力的な天体は約 3,000 個発見されています。

一部のパルサーは連星系に位置し、伴星とともに周回しています。 2つの星が接近している場合、パルサーは伴星からの物質を飲み込んで回転し続けます。 初めは伴星が重いです。 しかし、パルサーが伴星を「食べる」と、2つの星は互いに近づき、速度が増して互いの軌道を周回します。 対照的に、星が質量を失って軽くなると、パルサーは略奪を続けることができなくなり、伴星を押しのけます。 その結果、パルサーの公転速度が遅くなります。

この行動はメスのクモがオスのクモを食べることを彷彿とさせるため、天文学者はこれら 2 段階の天体に、それぞれセアカゴケグモとクロゴケグモにちなんで名付けました。 これらは総称してスパイダーパルサーとして知られています。

セアカゴケからクロゴケグモへの進化には、数億年にも及ぶ長い時間がかかります。 これまでは、セアカゴケ状態とクロゴケグモ状態の連星パルサー系のみが検出されており、中間状態はまだ見つかっていませんでした。 その理由は、この理論によって予測される中間パルサーの公転周期が非常に短く、2つの星間の距離が非常に近いため、観測が困難になるためです。 このため、セアカゴケからクロゴケグモへのクモパルサーシステムの進化の理論は完全には証明されていませんでした。

しかし今回、この進化経路の可能性が、世界最大かつ最も感度の高い電波望遠鏡である FAST によって確認されました。 研究チームは、FAST による長期観測を利用して、これまで発見された中で最も短い軌道持続時間 (わずか 53 分) を持つスパイダー パルサー システムを検出しました。 研究者らは、観察中のさまざまな兆候に基づいて、このシステムがセアカゴケからクロゴケグモへの進化経路の中間状態にあると判断し、これによりクモパルサー進化理論のミッシングリンクが埋められた。

「連星の軌道はほぼ真正面にあり、そのような系は非常にまれです。 FASTはその極めて高い探知能力を用いて、広大な星の海からそれを発見した。 これはスパイダーパルサーシステムの進化におけるギャップを埋め、[FAST]の前例のない感度を反映しています」と、この研究の共同責任著者であるNAOCのJIANG Peng氏は述べた。

Nature の評論家たちは、この結果を「非常に興味深いパルサー連星系」と評しました。 この発見は、パルサー連星系の最短公転周期の記録を約30%短縮し、スパイダーパルサーの進化における新たな未知のプロセスを示しています。」

参考文献：「53 分軌道の連星パルサー」Z. Pan、JG Lu、P. Jiang、JL Han、H.-L. Chen、ZW Han、K. Liu、L. Qian、RX Xu、B. Zhang、JT Luo、Z. Yan、ZL Yang、DJ Zhou、PF Wang、C. Wang、MH Li、M. Zhu、2023 年 6 月 20 日、自然.DOI: 10.1038/s41586-023-06308-w