中性子星の謎の「グリッチ」は、体表の下のかゆみによるものかもしれない

オーストラリアの宇宙科学者たちは、宇宙で最も珍しい現象の一つであるグリッチパルサーを解明したと考えている。

中性子星は高速で回転し、一定の間隔で電磁エネルギーのパルスを放出しています。しかし、時折、閃光は数秒間突然加速したり減速したりと、変動することがあり、科学者を困惑させています。

「グリッチ」と呼ばれる奇妙な現象は、1000光年離れた中性子星、ほ座パルサーで最もよく観測されます。パルサーの約5%がグリッチを起こすことが知られていますが、ほ座パルサーは3年に1回しかグリッチを起こしません。

オーストラリアのモナシュ大学のチームを率いる科学者グループは、タスマニア島のマウント・プレザント電波天文台で2016年に発生したグリッチ現象のデータを詳細に解析した。その結果、月曜にネイチャー・アストロノミー誌に掲載された論文によると、恒星の自転周波数が約30秒間で約16マイクロヘルツというわずかな増加を示したことがわかった。

これは「およそ100万分の1」に相当すると、論文の第一著者でモナシュ大学の天体物理学助教授のグレゴリー・アシュトン氏はザ・レジスター紙に語った。

「この現象が起こる直前、恒星の自転速度が再び上昇する前に遅くなっているように見えました。なぜそうなるのかは全く分かっておらず、このような現象が観測されたのは初めてです」と彼は付け加えた。

このグリッチは、中性子星を3つの部分に分けた図で説明できます。外殻は、固定された硬い中性子で構成されています。一方、内殻と核は超流動体のように振る舞い、中性子は動き回ります。グリッチは、内殻の中性子から過剰な角運動量が外殻の粒子に伝達されることによって発生すると考えられています。

この余分な運動量は、ベサパルサーのような中性子星の自転速度を一時的に高めます。しかし、このプロセスを引き起こす原因は十分に解明されていません。モナシュ大学の天体物理学講師であるポール・ラスキー氏は、この異常発生後、星の自転周波数は徐々に低下すると説明します。「中心核を移動する2つ目の超流動体が1つ目の超流動体に追いつき、星の自転速度を再び低下させます。」

さらに不可解なのは、グリッチの直前に回転周波数が低下することであり、研究者たちはこれを「アンチグリッチ」と呼んでいる。

「我々の知る限り、これは予測されていませんでした」と研究者たちは論文で結論づけている。「これは全体的なノイズ変動と一致する統計的変動である可能性があると仮説を立て、そのような変動が超流体と地殻の間の差分遅延を臨界値以上に押し上げ、グリッチを引き起こすのではないかと推測しています。」

「コミュニティ内でこれらの結果に関する議論を巻き起こしたいと思っています」とアシュトン氏は述べた。「観測結果を説明できるアイデアは数多く存在します。モデルをデータそのものに直接適用することで、それらのモデルがデータとどの程度一致するかを定量化したいと考えています。」®