本宇宙科学センターの水野恒史を含むIXPE衛星チームは,代表的なパルサー風星雲である「かに星雲」のX線偏光観測を行い,特異な磁場構造を明らかにしました。
2021年末に打ち上げられた滨齿笔贰卫星は,齿线で「偏光観测」と「撮像」を初めて実现した卫星です。また「かに星云」はおうし座にある代表的な高エネルギー天体で,中心にある高速回転する中性子星(パルサー)から吹き出す高速のプラズマ风(パルサー风)をエネルギー源として,电荷を持った粒子が周りに広がり幅広い波长で辉いています(パルサー风星云)。パルサー风星云の活动性を担うのは磁场であり,波(电磁波)である齿线の偏り方を测る偏光観测は,磁场の构造を探る强力な手段です。
従来の「撮像」では,細かい構造もありますが,X線放射はパルサーの回転軸に対し概ね対称であることが知られていました。しかしIXPE衛星による「偏光撮像」で,磁場の向きが場所によって異なり,また磁場の整列度(どの程度綺麗に向きが揃っているか)が極めて非対称であることが初めて明らかになりました。この成果は4月6日付で,Nature Astronomy誌に掲載されました。データ解析では,水野恒史(広島大学),郡司修一,渡邉瑛里(山形大学),北口貴雄(理研)らが大きな貢献をしました。
「かに星云」の磁场构造はこれまで様々な理论计算が行われてきましたが,このような特异な形状を予想したモデルはありませんでした。今后観测と理论研究を进めることで,パルサー风星云の理解が进むと期待されます

図1「かに星雲」の多波長イメージに,IXPE衛星で得られた磁場構造(向きと整列度を示すオレンジの線)を重ねたもの。(Credits: Magnetic field lines: NASA/Bucciantini et al; X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: NASA/STScI; Infrared: NASA-JPL-Caltech)