本宇宙科学センターの水野恒史を含むIXPE卫星チームは,代表的なパルサー风星云である「かに星云」のX线偏光観测を行い,特异な磁场构造を明らかにしました。
2021年末に打ち上げられたIXPE卫星は,X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X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,细かい构造もありますが,X线放射はパルサーの回転轴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卫星による「偏光撮像」で,磁场の向きが场所によって异なり,また磁场の整列度(どの程度綺丽に向きが揃っているか)が极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誌に掲载されました。データ解析では,水野恒史(広岛大学),郡司修一,渡邉瑛里(山形大学),北口贵雄(理研)らが大きな贡献をしました。
「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「かに星云」の多波长イメージに,IXPE卫星で得られた磁场构造(向きと整列度を示すオレンジの线)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)