天の川銀河の超音速星の起源を発見

イスラエルのテクニオン工科大学は、これまでに観測された中で最も高速な恒星のいくつか、つまり私たちの天の川銀河内にも存在する超音速白色矮星の起源を発見したと発表した。

白色矮星は、恒星が死に始めた後に残る、地球ほどの大きさの極めて高温で高密度の核です。これらの白色矮星が宇宙空間を極めて高速で移動すると、「極超音速白色矮星」と呼ばれます。この最新の研究以前は、白色矮星がなぜそのような速度に達するのかは謎でした。

テクニオン大学のヒラ・グランツ博士率いる国際研究チームは、ヘリウム、炭素、酸素（HeCO WD）を含む2つの希少な白色矮星の合体の3Dシミュレーションを実施しました。流体力学モデルを用いて、素粒子と暗黒物質（宇宙の質量の約86%を占める）の相互作用をシミュレートしました。

これらのシミュレーションは、2 つの HeCO 白色矮星が衝突すると強力な爆発が発生し、小さい方の星が天の川銀河の重力から逃れられるほどの速度で放出されることを示しています。

具体的には、小さな白色矮星は大きな恒星に近づくにつれて変形し、衝突して大きな恒星の外殻を爆発させ、続いて中心核で爆発が起こります。この過程で主白色矮星はIa型超新星へと変化し、同時に伴星の中心核を毎秒2,000キロメートル以上の速度で放出します。これは天の川銀河から脱出するのに必要な速度の4倍に相当します。

「白色矮星の合体残骸が極超音速に達する明確な経路を初めて実証しました。その特徴は銀河ハローで観測される高温で暗い白色矮星の特徴と一致しています」とグランツ博士は強調した。

この発見は、銀河から逃げ出すほどの速度を持つ星「逃走星」の現象を解明するのに役立つだけでなく、標準的な明るさよりも暗い珍しいIa型超新星に対する新たな展望を開くものでもある。

Ia型超新星は宇宙までの距離と膨張率を測るための「宇宙の灯台」として利用されるため、この現象の変化をより深く理解することで、科学者は宇宙と元素の形成史についてより正確に計算できるようになります。

「赤方偏移」現象（光を発する物体が遠ざかることで光の波長が伸びる現象）は、宇宙の膨張速度を測る上で重要なツールであり、Ia型超新星はこれを測る標準的なツールとなっている。

共著者のハガイ・ペレツ教授は次のように述べた。「この発見は超音速星の起源を説明するのに役立つだけでなく、これまで知られていなかった種類の恒星の爆発を観測する道を開くものでもある。」

これまでの2Dシミュレーションのみを用いた研究とは異なり、星の合体と放出の全過程を追跡するために3Dモデルを適用したのは今回が初めてです。これにより、研究チームは超音速白色矮星、特にJ0546やJ0927のような、異常な温度、明るさ、速度を持つ既知の恒星の形成過程をより正確に記述できるようになりました。

グランツ博士は、この研究は「暴走」星の謎を解くだけでなく、暗くて珍しいIa型超新星の形成への新たな道を開くものだと主張している。

研究結果は科学誌「ネイチャー・アストロノミー」に掲載された。

（TTXVN/ベトナム+）

出典: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp