このキロノバは史上初の銀河系外「ソニックブーム」を引き起こした可能性がある

2 つの中性子星が互いに近づくと、火花が散るのは当然です。というか、超明るい衝突のようなものです。そして 2017 年、ある特定の中性子星の合体が、その後に何か異常なものを残しました。チャンドラ X 線観測衛星がそれを迷走 X 線として捉えました。この謎の X 線が何を意味するのかは誰にもわかりませんが、ノースウェスタン大学とカリフォルニア大学バークレー校の研究者は、その発生源の特定に近づいていると考えています。

中性子星は宇宙で最も密度の高い天体の一つで、巨大な恒星の中心核が崩壊して発生します。これらの超高密度の死んだ恒星が近づきすぎると、キロノバと呼ばれる巨大な光のバーストが発生します。キロノバは、白色矮星の爆発によって発生する新星よりも約 1000 倍明るいですが、キロノバは、より有名で派手な恒星の爆発である超新星の約 1/10 から 1/100 の明るさです。キロノバ中の活動により、鉄よりも重い無数の放射性元素も生成されます。つまり、衝突する 2 つの中性子星があれば、金を作ることができるのです。これらの放射性元素は崩壊するときに光を発します。

2017年8月、2つの中性子星が高エネルギー粒子のジェットを放出してキロノバ・トートを生成した。GW170817としてカタログ化されたこのキロノバは、科学者が光波と重力波の両方で検出した最初のキロノバだった。衝突から3年半が経ち、ジェットは消えたが、壮大な宇宙現象の残骸は残っており、特異なX線として観測されている。

[関連: この「キロノバ」は予想を覆すほど明るく輝いている]

ノースウェスタン大学とカリフォルニア大学バークレー校の研究者グループは、残っている幽霊のようなX線の潜在的な発生源をいくつか提案しており、その内容は天体物理学ジャーナルレターズに受理され、出版待ちとなっている論文に記されている。

一つの説では、この光線はキロノバ残光と呼ばれる現象の結果かもしれないという。これは、中性子星の衝突による破片が非常に速く移動し、一種の銀河系外「ソニックブーム」を生み出すときに発生すると、ノースウェスタン大学の博士課程でこの研究の主執筆者であり、現在博士号を取得中のアプラジタ・ハジェラ氏は言う。

「その衝撃で物質が熱くなり、キロノバ残光を発生させます」とハジェラ氏は言う。残った高温の物質が、科学者が観測したX線を放射する可能性がある。

2 つ目の説は、衝突でブラックホールが作られ、物質が空洞に落ちた際に謎の X 線が放出されたというものだ、とハジェラ氏は説明する。どちらの説が正しいのかを突き止めるため、研究者たちはチャンドラ望遠鏡と電波望遠鏡を使って電波放射を探している。衝突地点で電波が出始め、X 線が明るくなれば、それはキロノバの残光である可能性がある。電波が出ず、X 線が減衰し始めたら、それはブラックホールである可能性がある、とハジェラ氏は言う。

研究者たちは、どちらのシナリオがより可能性が高いかはまだ言えないが、この観測の希少性については言及している。キロノバの残光も、キロノバによって生成されたブラックホールも、これまで観測されたことはなかった。

「どちらのシナリオも同じように非常に興味深いものです」とハジェラ氏は言う。「これにより、合併中に形成される製品の性質が確実にわかるでしょう。」

研究者たちは、どちらかの理論、あるいはまったく別の道筋を示す手がかりを探すため、GW170817 の監視を続ける予定だ。ハジェラ氏は「これは、私たちが新しい物理的プロセスが起こっているのを研究し、観察する機会です」と語る。

訂正（2022年3月4日）：キラノバが天の川銀河の外側に位置していたため、見出しが「銀河系」から「銀河系外」に変更されました。