Research press release


Nature Astronomy

Astronomy: Neutron star shows the lighter side of dense matter

半径が約10キロメートルで質量が太陽のわずか77%という、小さく極端に軽い中性子星についてNature Astronomy に掲載される論文で報告される。理論的に予測されるよりも軽いこの星は、低温の高密度物質が宇宙に存在する状況について我々の知識を拡大する可能性がある。


今回、Victor Doroshenkoたちは、HESS J1731-347として知られる超新星残骸に発見された中性子星の質量を計算した。この天体の質量は、太陽質量の0.77倍と、予測される質量よりも小さく、現在の恒星物理学の理解に疑問を投げ掛ける。著者たちは、この天体が通常の中性子星ではなく、よりエキゾチックで我々がまだ発見していない「ストレンジ星」として知られる、クォーク材料からなる仮説上の星である可能性があると主張している。

中性子星は、時に大量のX線を放射し、超新星残骸の中心部に位置することが多いなど、比較的容易に特定できるため、これまで非常によく研究されてきた。しかし、同じ場所で可視光で明るい星(HESS J1731-347)が発見されたことから、著者たちは2つの星までの距離を決定して、これによって中性子星の質量とその天体の物質密度を計算することができた。

A small and extremely light neutron star — with a radius of approximately 10 km and mass of only 77% that of the Sun — is described in a paper published in Nature Astronomy. This star, which is lighter than theoretically expected, may expand our knowledge of the state in which cold dense matter exists in the Universe.

Neutron stars typically have a mass 1.4 times that of the Sun, and have a radius of just tens of kilometres, making them some of the densest objects in the Universe. However, they have been known to range in mass from 1.17 to 2.35 times the mass of the Sun.

Victor Doroshenko and colleagues calculated the mass of a neutron star found within the supernova remnant known as HESS J1731-347. At 0.77 solar masses it is lower than expected and challenges current understanding of stellar physics. The authors argue that this object might not be a normal neutron star at all, but a more exotic — and as yet undiscovered — object known as a ‘strange star’, a hypothetical star made of quark material.

Neutron stars have been heavily studied in the past, since they can be relatively easy to identify: they sometimes emit copious X-rays and often lie at the centre of supernova remnants. However, an optically bright star recently found at the same location (HESS J1731-347), allowed Doroshenko and co-authors to determine the distance to the pair of stars, and thus calculate the mass of the neutron star and the density of matter within it.

doi: 10.1038/s41550-022-01800-1


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