ESAのX線天文台XMM-Newtonを使用している天文学者は、小さくて明るい「ホットスポット」を検出しました。 500光年離れたGemingaと呼ばれる中性子星の表面。ホットスポットはフットボール競技場のサイズであり、GemingaのX線テールを生成する同じメカニズムによって引き起こされます。この発見により、ジェミンガからのX線放出とガンマ線放出の間の失われたリンクが特定されます。
中性子星は、知られている最小の種類の星です。彼らは、超新星と呼ばれる激変の爆発で亡くなった巨大な星の超高密度の残骸です。それらは砲弾のような宇宙空間に投げ込まれ、猛烈な速度で回転し、磁場は地球より数千億倍も強力です。
ジェミンガの場合、この砲弾には太陽の質量の1.5倍の質量が含まれ、直径20 kmの球に押し込まれ、毎秒4回回転します。
帯電粒子で賑わう雲がジェミンガを取り囲んでいます。これらの粒子は、その磁場と電界によってシェパードされます。 ESAのXMM-Newton天文台は、これらの粒子の一部が宇宙に放出され、中性子星がそれに沿って走るときに背後に流れる尾を形成することをすでに発見しています。
科学者たちは、ジェミンガの尾が電子によって形成されているのか、それとも陽電子と呼ばれる反対の電荷を持つ双子粒子によって形成されているのかを知りませんでした。それにもかかわらず、彼らは、例えば電子が宇宙にキックされた場合、陽電子は「独自の目標」のように中性子星自体に向かって注がれるべきだと予想していました。これらの粒子が星の表面に当たる場所では、周囲よりかなり高温の領域であるホットスポットを作成する必要があります。
イタリアのIASF-CNRであるPatrizia Caraveoが率いる国際的な天文学者チームが、ESAのXMM-Newton天文台を使用して、Gemingaでのこのようなホットスポットの検出を報告しました。
約200万度の温度で、このホットスポットは周囲の表面の50万度よりかなり高温です。この新しい作品によると、ジェミンガのホットスポットは半径60メートルです。
「このホットスポットはサッカー場のサイズです」とCaraveoは言いました。このサイズの詳細は現在、月と火星でのみ測定でき、それでも、それらの周りの軌道にある宇宙船からしか測定できません。
ホットスポットの存在は1990年代後半に疑われましたが、ESAのX線天文台XMM-Newtonの優れた感度のおかげで、ジェミンガの回転に伴ってX線を放出し、今では「生きている」だけです。
チームは、European Photon Imaging Cameras（EPIC）を使用して、約28時間連続してGemingaの研究を行い、XMM-Newtonの把握内でGemingaが放出したすべてのX線光子の到着時間とエネルギーを記録しました。
「合計すると、これは76 850のX線カウントに相当しますか？ローマ帝国の時代以来、以前のすべてのゲミンガ観測で収集された数の2倍になっています」とCaraveoは語った。
ジェミンガの回転速度と各光子の到着時刻を知ることは、天文学者が中性子星の回転する各領域からどの光子が来ているかを特定できることを意味しました。
彼らは星の異なる領域から来る光子を比較したとき、彼らはその「色？ X線のエネルギーに対応するX線は、ジェミンガが回転するにつれて変化しました。特に、ホットスポットが見えて星の後ろに消えると、はっきりとした色の変化をはっきりと見ることができました。
この研究は、中性子星からのX線放出とガンマ線放出の間のギャップを埋めます。 XMM-ニュートンは、どちらも同じ物理的メカニズム、つまりこれらの縮退した星の磁気圏における荷電粒子の加速によって発生する可能性があることを示しています。
EMMのXMM-NewtonプロジェクトサイエンティストであるNorbert Schartelは、次のように述べています。 「昨年、それは源の尾の発見をもたらしました、そして今、それはその回転するホットスポットを発見しました。」
Caraveoはすでに、この新しい手法をXMM-Newtonが観測した他の中性子星に適用して、ホットスポットを探しています。この研究は、中性子星の物理を理解するための重要な新しいツールです。
元のソース：ESAニュースリリース
