2つの中性子星の衝突を観測してから何年も経った今でも、私たちはX線を捉え続けています。その理由は分かっていません。

1000日間の観測を経ても、2つの中性子星が互いに衝突してX線が放射され続けていることに天文学者たちは困惑している。

GW170817というコードネームが付けられたこの衝突は、2017年半ばに地球の重力波検出器LIGOとVirgoによって観測されました。約1億3000万光年離れた場所で起きたこの驚くべき衝突は、地球で検出された重力波に加え、様々な電磁波信号を宇宙に放出しました。

この合体における注目すべき特徴の一つは、最初のガンマ線バーストの直後に発生したキロノバです。このキロノバの光は、GW170817の観測から約3週間後に、予想通り減衰しました。しかし興味深いことに、合体による重力波の検出から9日後にX線が検出され、通常とされる期間をはるかに超えて残存し続けています。X線残光は、GW170817の検出から3年経った今でも観測可能です。

「X線はずっと長く持続しますが、その理由は分かりません」と、GW170817の検出に貢献した米国メリーランド大学の准研究科学者エレオノーラ・トロヤ氏はThe Registerに語った。

X線は、科学者によってまだ観測も検討もされていない中性子星の合体に関連した物理的プロセスの結果であると考えられています。あるいは、キロノバが宇宙空間に独自の衝撃波を作り出し、その結果、X線の放射が遅れたと考えられています。

「私たちのモデルが何らかの理由で不完全で、これらの極限現象の複雑さを完全に捉えきれていないのかもしれませんし、あるいは私たちが何か別のものを見ているのかもしれません」とトロヤ氏は述べた。「もしかしたら、キロノバ爆発の残骸か、重力波合体を生き延びた恒星からの兆候かもしれません。」

実際、トロヤ氏が筆頭著者である論文が月曜日の王立天文学会月報に掲載され、中性子星の衝突によって、長年にわたってX線を放射し続けている別の中性子星が生成されたことを示唆している。

「この3つ目の可能性は興味深い。なぜなら、あまり知られていない核物質の状態方程式に重要な制約を課すことになるからだ」と、論文の共著者でメリーランド大学の天体物理学教授、ビン・チャン氏は付け加えた。

X線は信じられないほどエネルギーが強く、明るい。最新の測定結果から判断すると、その放射は太陽からの放射より1000億倍も明るいとトロヤ氏は語った。

「このジェットは10兆キロメートル以上も移動したと考えられます。これは私たちの太陽系の大きさよりも大きいです」と彼女は語った。「もしこのジェットが太陽から発射されたとしたら、冥王星よりもはるかに遠くまで移動し、オールトの雲を通り抜けているはずです。」

「かに星雲やクラゲ星雲のような超新星爆発の残骸が見られるのと同じように、キロノバ爆発の残骸も発見できるかもしれません。このようなものはこれまで見たことがなく、理論やモデルの中にしか存在しません。これは重力波合体の探索方法を大きく変える可能性があり、新しいタイプの天体源を発見できるという考えは非常に刺激的です。」®