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UFO？連星パルサーのパルス変動はなぜそんなに衝撃的なのか？
遠い宇宙では、パルサーはその独自性により、数え切れないほどの天文学者の注目を集めているようです。パルサーは、規則的なパルスで電磁波を放射する、高速で回転する中性子星です。連星パルサー系では、パルサーの 1 つに伴星 (通常は白色矮星または別の中性子星) があります。これらの連星パルサーの研究は、宇宙の極限の重力を観測する機会を提供するだけでなく、アインシュタインの一般相対性理論を検証するための重要なデータ源でもあります。
これらのシステムでは、伴星の重力の影響によりパルス間の時間間隔が変化するため、科学者は物体の動きを追跡することができます。
連星パルサーの歴史
1974年、天文学者のジョセフ・ホートン・テイラーとラッセル・ホールズはアレシボ天文台で「ホールズ・テイラー連星パルサー」PSR B1913+16を発見しました。この功績により、彼は1993年のノーベル物理学賞を受賞しました。ホールズ氏は、新たに発見されたパルサーを観察したとき、パルスの周波数が規則的に変化していることに気づきました。この変化の理由は、パルサーが伴星の周りを高速で周回しているため、ドップラー効果が発生するためです。
パルサーが地球に近づくにつれて、パルスの頻度は増加し、逆に遠ざかるにつれて、受信するパルスは減少します。
この発見は、科学者がパルサーとその伴星の質量が似ていることに気付くのに役立っただけでなく、中性子星の質量を初めて正確に測定することにもつながりました。科学者たちは、パルスのタイミングの変化を測定することで、相対論的なタイミング効果を利用してパルサーの質量を発見した。時間が経つにつれて、このパルサー系の軌道エネルギーは重力波に変換され、パルサー系は徐々に近づいていきます。
中間質量の連星パルサー
中質量連星パルサー（IMBP）は、比較的長周期のパルサー-白色矮星系です。このようなシステムのパルサーは、通常、質量が大きく、回転周期が比較的長く、10～200 ミリ秒の範囲です。 PSR J2222−0137を例にとると、このパルサーの伴星の質量は太陽の質量の少なくとも1.3倍であり、中質量連星パルサーとなります。
PSR J2222−0137の発見により、パルサー系、特に伴星の特性と質量に関する知識がさらに広がりました。
連星パルサーの影響
連星パルサー系では、伴星が膨張してその外層をパルサーに移し、一連の相互作用を引き起こすことで、X線光が生成されます。これらの X 線放射からの光は、X 線バイナリ位相と呼ばれる現象でパルスパターンを示すことがあります。物質の流れにより、降着円盤が形成されることが多く、パルサーは伴星の磁場とパルス信号の放射に影響を与える「風」を放出します。
これらの相互作用はパルサーの引力を証明するだけでなく、宇宙で相互作用する物体が互いにどれほど密接に影響し合うかを明らかにします。
科学者たちは連星パルサーをより深く研究するにつれて、これらの神秘的な宇宙現象が物理学の基本法則に対する私たちの理解にどのような挑戦を投げかけるのかを理解し始めています。それだけでなく、連星パルサーの観測は、将来的に重力波や宇宙の進化について、より深い新たな知見をもたらすかもしれません。この広大な宇宙には、私たちが探究するのを待っているパルサーの行動に関するより深い秘密があるのでしょうか?
