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強力な望遠鏡は、中性子星がその仲間を引き裂くときに、中性子星から吹く熱風と冷風の爆発を見る

(oneechanblog) – 暖かい風と冷たい風を吹き飛ばす中性子星の描写。 クレジット:GabrielPérez(IAC)

地球上および宇宙で最も強力な望遠鏡を使用して、天文学者のチームは、初めて、中性子星は近くの星からの物質を消費します。この発見は、宇宙で最も極端な物体のいくつかの振る舞いに対する新しい洞察を提供します。

低質量X線連星(LMXB)は、中性子星またはブラックホールを含むシステムです。それらは、降着として知られているプロセスである、隣接する星から引き裂かれた物質によって燃料を供給されます。ほとんどの降着は、システムが劇的に明るくなる激しい噴火の間に発生します。同時に、渦巻き状に巻き込まれた物質の一部は、円盤状の風やジェットの形で宇宙に押し戻されます。

天体からの物質の流出の最も一般的な兆候は、「暖かい」ガスに関連しています。それにもかかわらず、これまで、一時的なX線連星では「高温」または「低温」ガスの風しか観測されていませんでした。

この新しい研究では、サウサンプトン大学が率いる11か国の研究者チームが、SwiftJ1858として知られるX線連星の最近の噴火を研究しました。彼らは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡(HST)、欧州宇宙機関のXMM-ニュートン衛星、ヨーロッパ南天天文台組織の超大型望遠鏡(VLT)、スペインのカナリア大望遠鏡(GTC)などの望遠鏡を組み合わせて使用​​しました。

ジャーナルNatureに掲載された結果は、紫外線波長での暖かい風の永続的な兆候が、光波長での冷たい風の兆候と同時に発生することを示しました。このようなシステムからの風が電磁スペクトルのさまざまな帯域で見られるのはこれが初めてです。

サウサンプトン大学の筆頭著者であるノエル・カストロ・セグラ博士は、次のように述べています。通常、それらは星間塵によってひどく隠されているため、それらを観測することは非常に困難です。 Swift J1858は特別でした。なぜなら、それは私たちの銀河の反対側に位置しているにもかかわらず、完全な多波長研究を可能にするのに十分なほど不明瞭であったからです。」

「他の1つのシステム、ブラックホールX線連星V404 Cygだけが、同様の特性を示しています。しかし、地上と宇宙の望遠鏡で同時に観測できるようになる前に噴火が終わったため、そのシステムで同じ実験を行う試みは失敗しました」と、セントアンドリュース大学の共著者であるヘルナンデスサンティステバン博士は述べています。 。

Swift J1858は、新たに発見されたX線過渡イベントであり、電磁スペクトル全体で極端な変動を示します。これは、まれな機会をもたらしました。

「この分野のすべての天文学者は、地球と宇宙の最先端の天文台を使用して、ラジオからX線までの全スペクトルをカバーするために私たちの努力を組み合わせたという点で、信じられないほど興奮していました」とカストロセグラ博士は続けました。 。

アムステルダム大学の共著者であるNathalieDegenaarは、次のように述べています。しかし、恒星の共食いは乱雑な食い物であり、中性子星がそれらに向かって引き寄せるガスの多くは消費されず、高速で宇宙に投げ込まれます。この振る舞いは、中性子星自体とその周辺の両方に大きな影響を及ぼします。この論文では、これらの宇宙のクッキーモンスターの乱雑な食事パターンに関する重要な情報を提供する新しい発見について報告します。」

「今回は、完全にアクティブな状態で10個の望遠鏡を調整し、それらをJ1858に向けることができたので、私たちの側には宇宙の幸運がありました。これにより、さまざまな波長でさまざまな技術を使用できるため、より多くの情報を取得できます」と、HernándezSantisteban博士は述べています。

Degenaar博士は、次のように付け加えました。「地球上および宇宙で最高の望遠鏡を中心に構築された、このような野心的な観測キャンペーンの設計は、大きな課題でした。ですから、このすべての作業が成果を上げ、他の方法では不可能だった重要な発見をすることができたことは、非常にエキサイティングです。」

チームは、さまざまな種類の風を発見するだけでなく、流出するガスの時間的進化を研究することができました。彼らは、暖かい風がシステムの明るさの強い変動の影響を受けないことを発見しました。このような応答がないことは、以前は高度なシミュレーションに基づく未確認の理論的予測でした。

「この研究では、HSTの独自の機能と、VLTやGTCなどの最高の地上望遠鏡を組み合わせて、近赤外線から紫外線までのシステム内のガスのダイナミクスの全体像を取得しました。 。これにより、これらの強力な流出の本質を初めて明らかにすることができました」とカストロセグラ博士は述べています。

「私たちの結果によって提供された新しい洞察は、これらのオブジェクトが環境とどのように相互作用するかを理解するための鍵です。エネルギーと物質を銀河に放出することにより、それらは新世代の星の形成と銀河自体の進化に貢献します。

この研究は、科学技術施設研究会議(STFC)やNASAなどの機関からの助成金によって資金提供されました。

地球上および宇宙で最も強力な望遠鏡を使用して、天文学者のチームは、中性子星からの熱風、暖風、および冷風の爆発を初めて発見しましたが、それは近くの星からの物質を消費します。この発見は、宇宙で最も極端な物体のいくつかの振る舞いに対する新しい洞察を提供します。

低質量X線連星(LMXB)は、中性子星またはブラックホールを含むシステムです。それらは、降着として知られているプロセスである、隣接する星から引き裂かれた物質によって燃料を供給されます。ほとんどの降着は、システムが劇的に明るくなる激しい噴火の間に発生します。同時に、渦巻き状に巻き込まれた物質の一部は、円盤状の風やジェットの形で宇宙に押し戻されます。

天体からの物質の流出の最も一般的な兆候は、「暖かい」ガスに関連しています。それにもかかわらず、これまで、一時的なX線連星では「高温」または「低温」ガスの風しか観測されていませんでした。

この新しい研究では、サウサンプトン大学が率いる11か国の研究者チームが、SwiftJ1858として知られるX線連星の最近の噴火を研究しました。彼らは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡(HST)、欧州宇宙機関のXMM-ニュートン衛星、ヨーロッパ南天天文台組織の超大型望遠鏡(VLT)、スペインのカナリア大望遠鏡(GTC)などの望遠鏡を組み合わせて使用​​しました。

ジャーナルNatureに掲載された結果は、紫外線波長での暖かい風の永続的な兆候が、光波長での冷たい風の兆候と同時に発生することを示しました。このようなシステムからの風が電磁スペクトルのさまざまな帯域で見られるのはこれが初めてです。

サウサンプトン大学の筆頭著者であるノエル・カストロ・セグラ博士は、次のように述べています。通常、それらは星間塵によってひどく隠されているため、それらを観測することは非常に困難です。 Swift J1858は特別でした。なぜなら、それは私たちの銀河の反対側に位置しているにもかかわらず、完全な多波長研究を可能にするのに十分なほど不明瞭であったからです。」

「他の1つのシステム、ブラックホールX線連星V404 Cygだけが、同様の特性を示しています。しかし、地上と宇宙の望遠鏡で同時に観測できるようになる前に噴火が終わったため、そのシステムで同じ実験を行う試みは失敗しました」と、セントアンドリュース大学の共著者であるヘルナンデスサンティステバン博士は述べています。 。

Swift J1858は、新たに発見されたX線過渡イベントであり、電磁スペクトル全体で極端な変動を示します。これは、まれな機会をもたらしました。

「この分野のすべての天文学者は、地球と宇宙の最先端の天文台を使用して、ラジオからX線までの全スペクトルをカバーするために私たちの努力を組み合わせたという点で、信じられないほど興奮していました」とカストロセグラ博士は続けました。 。

アムステルダム大学の共著者であるNathalieDegenaarは、次のように述べています。しかし、恒星の共食いは乱雑な食い物であり、中性子星がそれらに向かって引き寄せるガスの多くは消費されず、高速で宇宙に投げ込まれます。この振る舞いは、中性子星自体とその周辺の両方に大きな影響を及ぼします。この論文では、これらの宇宙のクッキーモンスターの乱雑な食事パターンに関する重要な情報を提供する新しい発見について報告します。」

「今回は、完全にアクティブな状態で10個の望遠鏡を調整し、それらをJ1858に向けることができたので、私たちの側には宇宙の幸運がありました。これにより、さまざまな波長でさまざまな技術を使用できるため、より多くの情報を取得できます」と、HernándezSantisteban博士は述べています。

Degenaar博士は、次のように付け加えました。「地球上および宇宙で最高の望遠鏡を中心に構築された、このような野心的な観測キャンペーンの設計は、大きな課題でした。ですから、このすべての作業が成果を上げ、他の方法では不可能だった重要な発見をすることができたことは、非常にエキサイティングです。」

チームは、さまざまな種類の風を発見するだけでなく、流出するガスの時間的進化を研究することができました。彼らは、暖かい風がシステムの明るさの強い変動の影響を受けないことを発見しました。このような応答がないことは、以前は高度なシミュレーションに基づく未確認の理論的予測でした。

「この研究では、HSTの独自の機能と、VLTやGTCなどの最高の地上望遠鏡を組み合わせて、近赤外線から紫外線までのシステム内のガスのダイナミクスの全体像を取得しました。 。これにより、これらの強力な流出の本質を初めて明らかにすることができました」とカストロセグラ博士は述べています。

「これらの風の原因と、これらのシステムがどのように基本的であるかについての私たちの理解宇宙望遠鏡科学研究所の名誉天文学者である共著者のノックス・S・ロング博士は、次のように述べています。 「私たちの発見がこれらの現象への新しい窓を与えてくれ、最終的にはより広い範囲の天体物理学的物体の風に動力を与えるために必要な物理的条件のより具体的な理解を構築するのに役立つかもしれないので、私は興奮しています」と彼は続けました。

「私たちの結果によって提供された新しい洞察は、これらのオブジェクトが環境とどのように相互作用するかを理解するための鍵です。エネルギーと物質を銀河に放出することで、それらは新世代の星の形成と銀河自体の進化に貢献します」とカストロセグラ博士は結論付けました。

参考:N。CastroSegura、C。Knigge、KS Long、D。Altamirano、M。ArmasPadilla、C。Bailyn、DAH Buckley、DJK Buisson、J。Casaresによる「降着中性子星連星トランジェントからの持続的な紫外線流出」 、P。Charles、JA Combi、VACúneo、ND Degenaar、S。delPalacio、M.DíazTrigo、R。Fender、P。Gandhi、M。Georganti、C.Gutiérrez、JV Hernandez Santisteban、F.Jiménez-Ibarra、 J. Matthews、M.Méndez、M。Middleton、T.Muñoz-Darias、M.ÖzbeyArabacı、M。Pahari、L。Rhodes、TD Russell、S。Scaringi、J。vanden Eijnden、G。Vasilopoulos、FM VincentelliおよびP.ワイズマン、2022年3月2日、ネイチャー。
DOI:10.1038 / s41586-021-04324-2

この研究は、科学技術施設研究会議(STFC)やNASAなどの機関からの助成金によって資金提供されました。

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