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坂本貴紀教授(理工学部 物理・数理学科)らの国際共同研究グループが宇宙最強の磁石星「マグネター」に新天体を発見

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2020.10.05

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坂本貴紀教授(理工学部 物理・数理学科)らの国際共同研究グループが宇宙最強の磁石星「マグネター」に新天体を発見

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理化学研究所(理研)開拓研究本部榎戸極限自然現象理研白眉研究チームのフー・チンピン客員研究員(京都大学外国人特別研究員)、榎戸輝揚チームリーダー、イスタンブール大学のトルガ・ガーバー(Tolga Güver)教授、ベステ・ベギカースラン(Beste Begicarslan)学部4年生、坂本貴紀教授(青山学院大学 理工学部 物理・数理学科)らの国際共同研究グループは2020年3月に報告された新天体 Swift J1818.0-1607が、これまでに20天体ほどしか見つかっていない中性子星の一種、宇宙で最も強い磁場を持つ「マグネター」であることを突き止めました。

大質量の恒星がその一生を終えて超新星爆発を起こすと、ブラックホールや中性子星が残ります。中性子星は、太陽と同じくらいの質量で半径が約10kmという天体で、その密度は角砂糖1個の大きさに全人類の重さを押し込めた程度に匹敵する超高密度な状態です。天の川銀河の中を中心に2,800天体ほど見つかっている中性子星ですが、その中で、最も磁場が強い天体は「マグネター」と呼ばれ、その表面磁場は100億~1000億 (1010-11) テスラにも達します。マグネターは星の内部や周辺に蓄えた磁気エネルギーを開放して輝いていると考えられていますが、これまでに20天体ほどしか知られていません。

2020年3月に NASA(アメリカ航空宇宙局)のガンマ線バースト探査衛星スウィフトは、継続時間10ミリ秒程のバーストを検出し、その方向に新天体 Swift J1818.0-1607 を発見しました。理工学部 物理・数理学科 坂本貴紀教授らの国際共同研究グループは、その後、国際宇宙ステーションに搭載されたX線望遠鏡 NICER を用いて、バースト検出から4時間後に迅速な追観測を開始し、この新しいX線源から1.36秒の周期的な信号を検出しました。さらに継続して観測し、周期変化率の測定も行いました。それらを組み合わせることで、表面磁場の強さを 270億(2.7 x 1010)テスラと見積もり、Swift J1818.0-1607 がマグネターであることを突き止めました。これは、知られているマグネターの中で最も自転が速く、高速で回転しているマグネターであることが分かりました。

本研究は、科学雑誌『The Astrophysical Journal』(10月7日付)に掲載されます。

【論文情報】                                
<タイトル>
NICER Observation of the Temporal and Spectral Evolution of Swift J1818.0-1607: a Missing Link between Magnetars and Rotation Powered Pulsars
<著者名>
Chin-Ping Hu, Beste Begiçarslan, Tolga Güver, Teruaki Enoto, George Younes, Takanori Sakamoto, Paul S. Ray, Tod E. Strohmayer, Sebastien Guillot, Zaven Arzoumanian, David M. Palmer, Keith C. Gendreau, C. Malacaria, Zorawar Wadiasingh, Gaurava K. Jaisawal, and Walid A. Majid
<雑誌>
The Astrophysical Journal

発表内容の詳細については、「プレスリリース」をご覧ください

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