超高速の白色矮星連星系が私たちの世界を重力波で揺さぶる

水曜日に発表されたネイチャー誌の論文によると、天文学者たちはこれまでで最も速い速度で食を起こす白色矮星のペアを発見した。この死んだ恒星は6.91分ごとに互いの周りを高速で回っている。

ZTF J1539+5027として知られる連星系は、カリフォルニア州サンディエゴのパロマー天文台にあるサミュエル・オシン望遠鏡に搭載された5億7600万画素カメラを用いた、Zwicky Transient Facility（ZTFの名称の由来）の天文調査によって発見されました。略称J1539は、地球とほぼ同じ大きさの2つの白色矮星で構成されています。片方はもう片方よりもわずかに小さく、明るさも低いですが、小さいながらも、どちらも太陽に匹敵する質量を持っています。

激しいダンスを繰り広げながら、2つの星は互いの周りを回り、その間隔はどんどん狭まり、やがて螺旋状に互いに衝突していきます。この壮大な光景は、巨大な重力波を時空に波打たせると予想されていますが、まだ20万年は続くので、息を詰めて待つ必要はありません。

「これがとても興味深い理由は、これらのものが合体すると何が起こるのか全く分からないため、合体する直前にこのようなシステムを発見すると、起こり得る結果について多くのことがわかるからだ」と、研究の第一著者でカリフォルニア工科大学の大学院生であるケビン・バージ氏はThe Registerに語った。

「また、合体からわずか20万年ほどしか経っていない天体が見つかったということは、合体により近い将来にさらに多くの天体が存在する可能性があり、我々の生きている間に合体する天体が存在する可能性もあるということだ。」

J1539は現在も重力波を放射していますが、放射周波数が低すぎるため、LIGO（レーザー干渉計重力観測装置）では検出できません。この役割は、2034年に宇宙に打ち上げられる重力波観測装置LISA（レーザー干渉計宇宙アンテナ）に委ねられることになります。

科学者たちは白色矮星連星は実際にはかなり一般的だと考えていますが、これほど高速で互いの周りを公転する白色矮星連星を見つけるのは非常に稀です。J1539以前、最も速く公転していた白色矮星連星は、公転周期が12.75分のSDSS J0651+2844でした。

バージ氏は、GPU によって高速化されたアルゴリズムを使用して重力波源データを精査し、食連星系を発見したと述べた。

「このペアは、信号が非常に頻繁に、しかも予測可能な方法で繰り返されるため、非常に目立っていました」と彼は語った。

「これまで、分単位のスケールで変化するものを体系的に探すことは不可能でした。ZTFのカメラは巨大で、空全体を簡単に撮影し、戻って同じことを繰り返すことができるため、これが可能になります。」®