パルサーは、巨大な星の急速に回転する死体です。そのような謎の1つ：パルサーの極の周りに100万度のホットスポットがあるのはなぜですか？ ESAのXMM-Newton X-Ray天文台からの新しいデータは、荷電粒子がその極でパルサーの表面と衝突しているという理論に疑問を投げかけています。 XMM-Newtonは、粒子が継続的に衝突している場合に非常に明るいはずのいくつかの古いパルサーでのX線放出を確認できませんでした。
ESAのXMM-Newton X線観測所の超高感度は、パルサーとして知られている恒星の死体がどのようにX線を生成するかについての一般的な理論を修正する必要があることを示しています。特に、冷却中性子星で見られる100万度の極ホットスポットを生成するために必要なエネルギーは、主にパルサーの内部ではなく外部から発生する可能性があります。
39年前、ケンブリッジの天文学者であるジョセリンベルバーネルとアンソニーヒューイッシュがパルサーを発見しました。これらの天体は、強く磁化された死んだ星の回転するコアであり、それぞれがわずか20キロメートルの距離にありながら、太陽の約1.4倍の質量を含んでいます。今日でも、世界中の天文学者を困惑させています。
「パルサーがどのように放射線を放出するかについての理論は、40年近くの研究の後でも、まだ初期の段階にあります」と、ドイツのガルヒングにあるMax-Planck Institutfürextraterrestrische PhysikのWerner Becker氏は述べています。多くのモデルがありますが、受け入れられている理論はありません。さて、新しいXMM-Newtonの観測のおかげで、ベッカーたちは、冷却中性子星が極域にホットスポットを持っている理由を理論家が説明するのに役立つ重要なパズルのピースを見つけたかもしれません。
中性子星は、巨大な星の崩壊の間に10億（1012 K）度を超える温度で形成されます。彼らが生まれるとすぐに彼らは冷え始めます。それらが冷却する方法は、内部の超高密度物質の物理的特性に依存する必要があります。
以前のX線衛星による観測では、冷却中性子星からのX線はパルサーの3つの領域から発生していることが示されています。まず、表面全体が非常に熱く、X線を放出します。第二に、パルサーの磁気環境に荷電粒子があり、それらが磁力線に沿って外側に移動すると、X線も放出します。第3に、そしてこの最新の調査にとって決定的に重要なのは、若いパルサーが極にX線ホットスポットを示していることです。
これまで、天文学者は、荷電粒子が極でパルサーの表面に衝突するとホットスポットが生成されると信じていました。ただし、最新のXMM-Newtonの結果はこの見方に疑問を投げかけています。
XMM-Newtonは、それぞれ数百万年前の5つのパルサーからのX線放出の詳細なビューをキャプチャしました。 「他のX線衛星はこの作業を行うことができません。 X線放射の詳細を観測できるのはXMM-ニュートンだけです」とBeckerは言います。彼と彼の共同研究者たちは、表面放出の証拠も、極ホットスポットの証拠も発見しませんでしたが、外側に移動する粒子からの放出を確認しました。
表面放射の欠如は当然のことです。彼らの誕生から数百万年の間に、これらのパルサーは数十億度から摂氏500000度をはるかに下回るまで冷却しました、それは彼らの表面全体のX線放射が視界から消えたことを意味します。
ただし、古いパルサーに極ホットスポットがないことは大きな驚きであり、粒子衝撃による極表面領域の加熱は、有意な熱X線成分を生成するのに十分効率的ではないことを示しています。 「300万年前のパルサーPSR B1929 + 10の場合、加熱された極域からの寄与は、検出されたX線フラックス全体の7％未満です」とBecker氏は述べています。
従来の見方だけが問題の見方ではないようです。別の理論は、パルサーの誕生以来、パルサーに閉じ込められた熱は、パルサー内の強磁場によって極に導かれるというものです。これは、熱が電子に運ばれるためです。電子は帯電しており、磁場によって方向付けられます。
これは、若いパルサーの極ホットスポットは、パルサーの外側からの粒子の衝突からではなく、主にパルサー内の熱から生成されることを意味します。したがって、それらは表面全体の放出と同じように見えなくなります。 「この見解はまだ議論中ですが、新しいXMM-Newton観測によって非常に支持されています」とBeckerは言います。
パルサーの発見からほぼ40年、古いパルサーはまだ天文学者に教える新しいトリックを持っているようです。
元のソース：ESAニュースリリース
