宇宙線（光速近くまで加速された粒子）は、常に太陽から流れ出しますが、超高エネルギー宇宙線（UHECR）と呼ばれるものに比べると明らかに遅いです。これらのタイプの宇宙線は太陽系の外の源から発生し、太陽からのものよりもはるかにエネルギー的ですが、非常にまれです。白色矮星と中性子星またはブラックホールの間の融合は、これらの光線の1つの発生源である可能性があり、そのような合併は、これらのエネルギー粒子の最も重要な発生源になるほど頻繁に発生する可能性があります。
Sloan Digital Sky Surveyの一部であるSloan White dwArf放射速度データマイニングサーベイ（SWARMS）は、最近、太陽系からわずか50パーセク離れたエキゾチックオブジェクトのバイナリシステムを発見しました。 SDSS 1257 + 5428という名前のこのシステムは、中性子星または低質量のブラックホールを周回している白い矮小星のようです。システムとその最初の発見に関する詳細は、Carles Badenes等による論文に記載されています。ここに。
オハイオ州立大学天文学部助教授の共著者であるトッドトンプソンは、 天体物理ジャーナルの手紙 このタイプのシステム、およびその後の星のこれらのエキゾチックな残骸の合併は、ありふれたものである可能性があり、現在観察されているUHECRの量を説明できる可能性があることに注意してください。白色矮星と中性子星またはブラックホールの合併により、質量の低いブラックホール、いわゆる「ベイビー」ブラックホールが発生する場合もあります。
トンプソンは電子メールのインタビューでこう書いている：
「白い矮星/中性子星またはブラックホールの連星は非常にまれであると考えられていますが、文献では天の川のような銀河あたりの数に大きな範囲があります。 SWARMSは、「半径速度」手法を使用してこのようなシステムを最初に検出し、50パーセク（約170光年）の距離にあるそのような物体を最初に発見しました。このため、これは非常に驚くべきことでした。比較的近いため、これらのシステムは以前のほとんどの期待に比べてかなり一般的である必要があるという主張をすることができました。 SWARMSは、非常に珍しいものを近くで見ることができれば、とても幸運だったでしょう。」
トンプソンらこのタイプの合併は天の川銀河におけるUHECRの最も重要な情報源である可能性があり、約2,000年ごとに銀河に合併すべきであると主張します。これらのタイプの合併は、白色矮星のバイナリシステムに由来するタイプIa超新星よりも一般的ではありません。
中性子星と合体する白い矮星も、太陽の質量の約3倍の低質量ブラックホールを作成します。トンプソン氏は次のように述べています。 WDが破壊されて中性子星に付着し、中性子星がブラックホールに崩壊するという考えです。この場合、重力波でBH形成のシグナルを見る可能性があります。」
このような合併で生成される重力波は、レーザーを使用して重力波（まだ検出されていないもの…）を検出する機器であるレーザー干渉計重力波観測装置（LIGO）によって検出可能な範囲を超えます。間隔を置いたベース重力波観測所、NASAのレーザー干渉計スペースアンテナ、LISA。
私たちの太陽から来る一般的な宇宙線は、10 ^ 7から10 ^ 10電子ボルトのスケールのエネルギーを持っています。超高エネルギー宇宙線はまれな現象ですが、10 ^ 20電子ボルトを超えます。 SDSS 1257 + 5428のようなシステムはどのようにしてこのような高エネルギーの宇宙線を生成しますか？トンプソン氏は、同様に2つの魅力的な可能性があると説明した。
最初に、ブラックホールとその後の合併による降着円盤の形成により、銀河の中心で見られるようなクェーサーの証拠となるジェットが生成されます。これらのジェットははるかに小さくなりますが、ジェットの前部にある衝撃波は粒子を必要なエネルギーまで加速し、UHECRを作成する、とトンプソン氏は述べています。
2番目のシナリオでは、中性子星が白色矮星の伴侶から物質を盗み出し、この降着により急速に回転し始めます。中性子星、つまり「マグネター」の表面で発生する磁気応力は、強磁場と相互作用する粒子を超高エネルギーに加速することができます。
そのようなシステムによるこれらの超高エネルギー宇宙線の生成は非常に理論的であり、それらが私たちの銀河でどれほど一般的であるかもしれないかは、推定にすぎません。 SDSS 1257 + 5428が発見された直後、白色矮星の伴星がブラックホールなのか中性子星なのかは不明のままです。しかし、SWARMSが調査の非常に早い段階でそのような発見をしたという事実は、さらにエキゾチックなバイナリシステムの発見を奨励しています。
「SWARMSがこのようなシステムを10つか100見ることはまずありません。もしそうなら、そのような合併の割合は非常に（信じられないほど）高くなるでしょう。とはいえ、以前は何度も驚きました。ただし、調査した空の総面積を考えると、そのような合併の割合の推定が正しい場合、SWARMSはそのようなシステムを約1つだけしか見ないはずであり、何も見られない場合があります。南天での同様の調査（現在、SWARMSの基になっているスローンデジタルスカイ調査に匹敵するものは何もない）は、そのようなシステムを約1つ上げるはずです」
SDSS 1257 + 5428の観測はSwift X線観測所を使用して既に行われており、電波スペクトルでいくつかの測定が行われています。フェルミ望遠鏡を使用したシステムの場所には、ガンマ線の発生源はありませんでした。
トンプソン氏は、次のように述べています。「システムの今後の最も重要な観察は、視差を介して真の距離を取得することです。現在、距離は観測された白色矮星の特性に基づいています。原則として、
来年にかけてシステムを監視し、視差距離を取得することは比較的容易なはずです。これにより、白色矮星の物理的特性を取り巻く多くの不確実性が軽減されます。」
出典：Arxiv、Todd Thompsonへのメールインタビュー
