米メディアWIREDによると、宇宙から周期的に届く謎の電波信号「長周期電波トランジェント（LPT）」の発生源が、ついに特定されたと報じられています。この発見は、これまで未解明だった宇宙の信号の理解を深める重要な手がかりとなり、天文学研究における「ロゼッタストーン」として期待されています。
謎の宇宙電波信号「LPT」とは
LPT（Long-period radio transients）とは、数分から数時間の間隔で繰り返される強力な電波バーストを指します。これまで天の川銀河内で十数例しか発見されておらず、その物理的な性質は長らく謎に包まれていました。発生源の候補として、極めてゆっくり回転する中性子星の一種であるマグネターや、白色矮星と伴星からなる連星系などが挙げられていましたが、決定的な証拠はありませんでした。
特にマグネター仮説は既存の理論モデルと矛盾する点が指摘され、白色矮星連星系との関連を示唆する報告はあったものの、実際に物質の降着過程が直接確認された事例はこれまで存在しませんでした。
発生源の特定：白色矮星と赤色矮星の連星系
こうした背景の中、オーストラリアのシドニー大学を中心とする国際研究チームは、ASKAP（Australian Square Kilometre Array Pathfinder）電波望遠鏡を用いたスカイサーベイを実施。その結果、謎の天体「ASKAP J174508.9-505149」の真の性質を特定しました。この観測結果は、LPTの発生源の一つが磁気激変星であることを示す、これまでで最も強力な証拠とされています。
研究チームは分光観測を通じて、ASKAP J1745-5051が水素やヘリウムの輝線を示すことを確認。特に強いヘリウムII輝線は、「磁気激変星」に特徴的な光学的特徴として知られています。磁気激変星とは、白色矮星が強い磁場を持ち、伴星から引き寄せたガスが磁力線に沿って降着する近接連星系の総称です。
さらに、輝線の視線速度解析から、この連星系の公転周期が約1.368時間であることが判明。これは電波パルスの繰り返し周期（約1.345時間）とほぼ一致することが確認されました。伴星の質量は太陽の約0.096倍、半径は約0.13倍と推定され、M6型の赤色矮星に相当することも明らかになりました。つまり、ASKAP J1745-5051は、白色矮星と赤色矮星が極めて近い距離で互いに公転し合う連星系だったのです。
電波とX線、異なるメカニズムで発生
これらの観測により、電波バーストとX線放射が異なるメカニズムで生成されていることが示されました。白色矮星が伴星からガスを引き寄せる際、ガスは加熱されてX線を放出します。同時に、二つの星の磁場が相互作用する領域で強力な電波バーストが発生していると考えられています。
ただし、電波とX線の放射ピークは一致しないため、それぞれが連星系内の異なる場所で生成されていると推測されています。中国科学院のEinstein Probe観測衛星のデータによると、X線放射は約1.32時間の周期で変動しており、この大きな振幅は白色矮星への降着率が時間とともに変化している可能性を示唆しています。ASKAP J1745-5051は、X線で検出されたLPTとしては3例目であり、規則的なX線放射を示すLPTとしては2例目となります。この規則性が連星系の軌道運動に起因することが確認されたのは今回が初めてです。
電波信号自体も、これまでのLPTでは観測されなかった特性を示しています。パルスは楕円偏波を帯びており、放出される周波数の上限は、より長い周期の「ビート」と同期して上下に変動していました。この「ビート」は、白色矮星の自転と軌道運動のずれに由来する可能性が指摘されていますが、今回の研究では自転周期は特定されていません。
また、パルスの強度が縞模様に変動する「変調レーン」と呼ばれる現象も観測されました。この現象は、木星とイオの系以外の連星系で検出されたのは初めてと報じられています。
宇宙の「ロゼッタストーン」としての意義
研究者たちはASKAP J1745-5051を、LPTの解読において極めて重要な参照天体と位置づけています。シドニー大学の博士課程学生であるコヴィ・ローズ氏は、この発見が古代エジプトのヒエログリフ解読の鍵となった「ロゼッタストーン」のように機能し、他のLPTが中性子星パルサーに関連するものなのか、それとも白色矮星系に関連するものなのかを特定する上で役立つと強調しています。
シドニー大学物理学部のタラ・マーフィー学部長は、「これまでにも同様の天体が連星系と関連付けられてきたが、両方の星と降着過程が実際に進行している様子を明確に確認できたのは今回が初めてだ」と述べています。ASKAP J1745-5051のような星系は、地球上では再現できない強磁場や重力下での物質の挙動を研究するための、自然の実験室として機能する可能性があります。
研究チームは今後も、電波、光学、X線といった複数の波長域での観測を継続し、LPTの生成メカニズムのさらなる解明を目指す計画です。
【管理人の視点】天文学の新たな扉を開く科学ニュース
今回の宇宙電波信号の発生源特定は、基礎科学ニュースとして非常に大きな意味を持ちます。これまで正体不明だった宇宙からの信号源が、具体的な連星系であると判明したことで、LPTという現象に対する理解が飛躍的に深まるでしょう。特に、電波とX線が異なるメカニズムで発生しているという発見は、連星系内の複雑な物理現象を解き明かす上で重要な手がかりとなります。
日本の天文学研究者にとっても、この成果は新たな観測ターゲットや理論研究の方向性を示すものとなるはずです。LPTが宇宙の「ロゼッタストーン」となり得るという見解は、他の未解明な宇宙現象の解読にも応用できる可能性を秘めており、今後の宇宙観測技術の進化とともに、さらなる発見が期待されます。
一般の宇宙愛好家にとっても、遠い宇宙で起こる壮大な現象の一端が解明されたことは、宇宙への興味を一層掻き立てるでしょう。このような基礎科学の進展は、直接的な製品やサービスに結びつかなくとも、人類の知的好奇心を刺激し、科学技術全体の発展に寄与する重要な一歩と言えます。
まとめ
長周期電波トランジェント（LPT）と呼ばれる謎の宇宙電波信号の発生源が、オーストラリアのASKAP電波望遠鏡の観測によって特定されました。その正体は、白色矮星と赤色矮星からなる近接連星系「ASKAP J174508.9-505149」であり、白色矮星が伴星から物質を引き寄せる「磁気激変星」であることが確認されています。この発見は、LPTの物理的性質の解明に大きく貢献し、他のLPTの発生源を特定するための「ロゼッタストーン」として、今後の天文学研究に多大な影響を与えるものと期待されています。
情報元：wired.com
