周期は約1時間　観測史上最も自転が遅い中性子星「ASKAP 1935+2148」を発見

「中性子星」は宇宙に存在する強力な電波放射源の1つです。その自転周期は短く、通常は数秒未満で、自転周期が1秒未満の中性子星も珍しくありません。

シドニー大学のManisha Caleb氏を筆頭著者とする国際研究チームは、オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）の電波望遠鏡「ASKAP（Australian Square Kilometre Array Pathfinder）」による観測を通じて電波源「ASKAP 1935+2148（ASKAP J193505.1+214841.0）」を偶然発見しました。この電波源は興味深い性質を持っていて、南アフリカ電波天文台（SARAO）の電波望遠鏡「MeerKAT」による追加観測によってさらに深く判明しました。

ASKAP 1935+2148は約53.8分という極めて長い周期で電波の性質が変化しているだけでなく、電波の性質からは放出源が中性子星である可能性が高いと推定されました。もしも中性子星である場合、ASKAP 1935+2148は知られている中で最も遅く自転する中性子星であることになります。極めて回転速度が遅いにも関わらず強力な電波を放出するASKAP 1935+2148は、中性子星に対する理解を大幅に変化させる天体の可能性があるのです。

太陽よりもずっと重い恒星はその寿命の最後に中心核が潰れて、高密度な芯である「中性子星」を残します。収縮した中心核は恒星だった頃よりも自転速度が加速されるため（角運動量保存則）、中性子星は高速で回転しています。これは、回転するフィギュアスケートの選手が広げた腕を縮めると回転速度が速くなるのと同じ原理です。このような状況のため、典型的な中性子星の自転周期はわずか数秒未満です。中には自転周期が100分の1秒未満、つまり1秒間に数百回も回転する中性子星もあります。

逆に、自転周期が数十秒程度の中性子星の発見は珍しく、中性子星の進化を考える上で重宝されます。あまりにも回転速度が遅いと強力な電波を放出するだけのエネルギーが得られないため、周期が長すぎる中性子星は電波を放射せず、従って観測ができなくなると考えられることがその理由です。このような、中性子星が観測できなくなる理論上の限界線を “死の線（Death Line）” と呼びます。また、理論上いくつか考えられる死の線によって囲まれた領域や、あるいはそこを越えた領域のことを “死の谷（Death Valley）” と呼びます。

しかし近年、従来の考えを覆すような中性子星が続々と発見されるようになりました。例えば「GLEAM-X J162759.5-523504.3」や「GPM J1839-10」という天体は約20分の周期で電波を放出することが観測されています。観測された電波の性質から、この2天体は強力な磁場を持つ中性子星のサブタイプである「マグネター」に分類されると考えられていますが、従来の理論では約20分という自転周期は長すぎるため、強力な電波放射の源となるエネルギーを得られない “死の谷” の位置に存在すると考えられています。しかし実際には強力な電波の放射が観測できているために、存在自体が大きな謎となっています。

これらの事情から、数十分周期で変化する電波源の正体は大きな謎であり、「正体が中性子星である」という推定も広く支持を受けているとは言い難い状況でした。