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天文学:連星中性子星合体の結果としての、マグネターにエネルギー供給されるX線トランジェント

Nature 568, 7751 doi: 10.1038/s41586-019-1079-5

中性子星の合体は、継続時間の短いγ線バーストを伴うことが知られている。中性子星の状態方程式が十分に硬い(つまり、密度の増加につれて圧力が急激に上昇する)場合、そのような合体の少なくともいくつかは、急速に自転し強力な磁場を持つ超大質量中性子星や安定な中性子星さえも後に残す。このように急速に自転する強磁場の中性子星はマグネターと呼ばれる。そうしたマグネターのシグネチャーは、これまでに観測された継続時間の短いγ線バーストの最大半分で、それに続くX線プラトーの形で観測されている可能性がある。しかし、連星中性子星の合体によってエネルギーを供給されるX線トランジェントの一部は、継続時間の短いγ線バーストを伴わない可能性があると考えられてきた。最近、高速X線トランジェント(CDF-S XT1)が、暗い母銀河に伴うことが発見されたが、その銀河の赤方偏移は明らかになっていない。この天体のX線と母銀河の特性についてはいくつかの説明が可能で、それらには、軸方向から外れて見える継続時間の短いγ線バースト、高赤方偏移での低光度のγ線バースト、中間質量ブラックホールや白色矮星が関与する潮汐破壊事象などがある。本論文では、赤方偏移z = 0.738に位置する銀河に伴う、第2のX線トランジェントCDF-S XT2について報告する。測定された光度曲線は、ミリ秒周期のマグネターからエネルギーを供給されているX線トランジェントのものと完全に一致した。より興味深いことに、継続時間の短いγ線バーストにしばしばあるように、CDF-S XT2は星形成中の母銀河の外れの、銀河中心から適度に離れた場所にある。類似のX線トランジェントの推算される事象率密度は、近傍の値に補正すると、重力波事象GW170817の検出から確実に推測される連星中性子星合体の事象率密度と一致している。

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