深宇宙の謎の電波鼓動、大学院生が「共食い」する星のペアと特定

この長年の謎に終止符を打ったのが、「ASKAP J1745−5051」の特定です。この連星系は、LPTsの発生源が初めて確定的に突き止められた天体となりました。

「これは、天文学者が『長周期電波過渡現象』と呼ぶものの、初めての確定的な同定例です」と、論文の筆頭著者であり、シドニー大学の博士課程学生であるコビ・ローズ氏は語っています 。

研究チームは、オーストラリアのASKAP電波望遠鏡や中国のアインシュタインプローブX線望遠鏡などを用いて信号を追跡し、周期的な電波とX線のバーストの「エンジン」が、伴星から物質を降り積もらせる白色矮星であることを突き止めました 。

この天体が「ロゼッタストーン」である理由

実際のロゼッタストーンが複数の文字で書かれた同一文章によってヒエログリフ解読の鍵となったように、ASKAP J1745−5051は、LPTsという複雑なパズルを解き明かす重要な手がかりを一つの系の中に統合しています 。

• 複数の波長での同時観測：この系の決定的な特徴は、電波だけでなく周期的なX線も放射していることです。ASKAPとアインシュタインプローブによる同時観測によって、信号の源が単なる星の自転ではなく、重力による物質の破壊と降着（accretion）であることが確認されました 。
• 「時計」のメカニズムの解明：約81分（1.4時間）という周期は、星の自転周期ではなく、連星系の公転周期と物質の降着プロセスに直接結びついていることが明らかになりました 。
• 電波放射の物理プロセスの特定：電波の放射は、電子サイクロトロンメーザー不安定性という現象によって引き起こされている可能性が高いことがわかりました。これは白色矮星の極限的な強磁場環境で起こると長年理論的に予測されてきましたが、実際の天体で明確に観測されたのは極めて稀です 。

極限物理を探る「天然の実験室」

ASKAP J1745−5051は、単に信号の謎を解いただけでなく、物理学者にとって夢のような「天然の実験室」としての価値も持っています 。この系は「プレ-ポーラー（pre-polar）」と呼ばれる進化段階にある磁気激変星で、白色矮星の自転と公転がまだ完全には同期していない、非常に短い過渡期にあります。これは、連星が最終的に一体となり白色矮星が伴星を完全に飲み込む前に、その進化の過程を垣間見ることができる、極めて貴重なスナップショットなのです 。

この実験室の中で、科学者たちは以下のような極限現象を研究できるようになりました。

• 磁場で制御される降着流：強力な磁場が、伴星から奪った超高温プラズマの流れをどのように誘導するのかを直接観測できます 。
• コヒーレント放射メカニズムの実証：電子サイクロトロンメーザープロセスが実際の天体物理環境でどのように機能するかを検証できます。このメカニズムは、太陽系外惑星の磁気圏でも働いている可能性が指摘されています 。
• 極限的な物質状態：地球サイズでありながら、とてつもない密度と磁場を持ち、別の星をむさぼり食っているという、極限状態の天体を研究する絶好の機会を提供します 。

この発見がもたらした遺産は二つあります。第一に、2022年から続いていた宇宙物理のパズルを解決し、LPTsの発生源を初めて直接同定したこと。第二に、白色矮星の磁気放射に関する長年の理論を実証し、将来、同様の過渡現象の謎を解き明かすためには、電波とX線の同時観測が不可欠な戦略であることを確立したことです 。かつては「みなしご」だった宇宙の信号に、いま、確かな「故郷」が与えられたのです。