星空にメガネをかけると隠れた天体が見えるようになる？科学チームが最も明るいパルサーを発見！

5月3日、ネイチャーニュースは次のようなニュースを発表しました。天文学者たちは、かつては遠方の銀河にあると考えられていた物体が、実はこれまでで最も明るい銀河系外パルサーであることを確認しました。

パルサーとは何ですか?簡単に言えば、パルサーは回転する中性子星ですが、大多数（ほぼすべて）の中性子星は回転しているため、回転する中性子星のすべてがパルサーであるわけではありません。

中性子星の非常に注目すべき特徴は、星の磁極から強力な放射線を放出することです。磁極はパルサーの回転軸と一致せず、一定の距離だけ離れています。このように、中性子星が一回転すると、電磁放射が灯台のように空間を横切ります。この放射線パルスが地球を横切ると、地球の電波望遠鏡によって捉えられ、新しいパルサーが発見されます。

したがって、正確に言えば、パルサーは回転する中性子星であり、その磁極エネルギー放射が地球を横切って中性子星になります。中性子星は半径が通常約10キロメートルと非常に小さいため、このパルス放射がなければ検出することは困難です。

パルサーは非常に速く回転します。最初のパルサーは 1967 年に発見されました。2 つのパルス間の時間間隔はわずか 1.337 秒でした。つまり、このパルサーは 1.337 秒ごとに 1 回転することになります。世界で発見されたパルサーの中で、最も長いパルス間隔はわずか 11.765735 秒、最も短いパルス間隔はわずか 0.0014 秒です。

パルサーの脈動は人間の脈動や時計のようなもので、非常に高い精度と非常に安定した周期で何度も繰り返されます。当初、人々はこの現象に困惑し、宇宙人が信号を送っていると考えたため、最初のパルサーは「リトル・グリーン・マン1号」と呼ばれました。

その後、科学者らが熱心に観察と分析を行った結果、これは回転する中性子星であることが判明した。パルサーは宇宙に広く存在し、世界中で 3,000 個以上が発見されています。貴州省に建設された「中国天眼」（口径500メートル球面電波望遠鏡）の任務の一つは中性子星の探索であり、これまでに500個以上が発見されている。

魔法のパルサー「メガネ」 この新しく発見されたパルサーは非常に特別です。それは地球から163,000光年離れた大マゼラン雲の中にあります。これは矮小銀河、つまり比較的小さな銀河です。重力的に天の川銀河と結びついているため、天の川銀河の衛星銀河です。約100億個の恒星があり、その多くは超大質量星です。たとえば、これまでに発見された最も重い星である R136A1 はこの銀河にあります。

このパルサーのパルスは前例のないほど幅広く明るいため、その明るさは天の川銀河外の他のパルサーの少なくとも 10 倍であり、これは典型的なパルサーのパルス プロファイルとはまったく一致しません。そのため、これまで誰もそれをパルサーだとは考えておらず、むしろ遠方の銀河であると信じられてきました。

宇宙には非常に多くの星と銀河があるため、銀河の中心からも強力な放射線パルスが放射されています。このパルサーは密集した星空に隠れており、発するパルス信号は過去に発見されたパルサーのそれをはるかに超えるものであったため、研究者らに無視されていました。

これがパルサーであると最初に疑い、確認したのは、オーストラリア連邦科学産業研究機構の天体物理学者、ユアンミン・ワン氏と彼の国際チームだった。彼らはオーストラリアのスクエアキロメートルアレイ・パスファインダー望遠鏡を使用して、「変光星と低速遷移」調査のデータから手がかりを探した。他の電波源の研究と合わせて、彼らはこの電波源が銀河ではなく中性子星である可能性を強く疑いました。

このパルサーを最終的に特定した方法は、宇宙に「メガネ」をかけるというものでした。これらは私たちが通常知っているメガネではなく、コンピューター プログラムでした。このプログラムは、パルサー放射と他の天体からの放射の違いに基づいています。フィルター布が他の迷光を遮断するのと同じように、パルサーに特徴的でない光を遮断し、パルサーが光の海から際立つようにします。

パルサーの放射は通常、高度に偏光しており、その一部は円形に振動します。このように偏光する物体は他にほとんどなく、円偏光の波長の光だけが通過する仕組みになっています。結果は、これがこれまでに発見された銀河系外パルサーの中で最も明るいものであることを示しました。そのパルスの幅は、大マゼラン雲にある他の既知のパルサーの 2 倍以上であり、その明るさは、これまで発見されたどのパルサーの 10 倍以上です。

上の写真から、このプログラムを使用すると偏光グラスをかけているような感じになることがわかります。空の星の光が突然消え、パルサーは空の「偽の」光から「露出」します。

この「メガネ」技術セットは、幅広い応用の可能性を秘めています。これまでに記録された中で最も明るいパルサーは PSR J0523-7125 と名付けられました。研究結果は2022年5月5日、世界的に有名な「天体物理学ジャーナル」に掲載された。南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡など、世界中の他の望遠鏡でも研究結果が確認されている。

この成果の中で、科学者たちが最も興味を持っているのは、中性子星を発見するための「メガネ」技術です。

「このパルサーは非常に明るいにもかかわらず、その特異な性質のせいで研究で見過ごされてきた」と、オーストラリアのシドニー大学の電波天文学者で論文の共著者であるタラ・マーフィー氏は述べた。 「パルサーの偏光を体系的に調べたのは今回が初めてであり、この技術を使ってさらに多くのパルサーを発見できることを期待しています。」

アメリカの電波天文学者イヴェット・センデス氏は、パルサーは一時的な天体であり、偏光データは天体の源を絞り込むのに役立つと述べ、この技術が将来的に他の一時的な天体も特定できる可能性があることも示していると語った。

この「メガネ」の技術は今後もさらに成熟し、将来の天文観測にさらに有益な探究とインスピレーションをもたらすと信じています。この技術を使用すれば、少なくともパルサーの発見はより速く、より多く、より正確になるでしょう。私たちのスカイアイもこの技術を使用すれば、より多くのパルサーをより早く発見できるようになると信じています。

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