天文学者たちは初めて、マグネター（極度に磁気が強く、高速で回転する中性子星）の誕生を目撃し、これらのエキゾチックな天体がこれまで観測された中で最も明るい恒星爆発の一部を駆動できることを確認した。この発見はまた、16年前にUCバークレーの物理学者が初めて提唱した理論を検証し、特定の爆発星の光に現れる特徴的な「チャープ」がアインシュタインの一般相対性理論によってのみ説明できることを明らかにした。研究は学術誌『ネイチャー』に掲載された。

超光度超新星は宇宙で最も壮観な爆発の一つで、通常の超新星より10倍以上明るく輝く。天文学者たちが2000年代初頭に初めてこれらを特定して以来、巨大な星の鉄の核が崩壊し外層を宇宙に吹き飛ばした後も、なぜこれらの爆発が長時間にわたって明るく輝き続けるのかを説明するのに苦労してきた。2010年、UCバークレーの理論天体物理学者ダン・カセンは、その答えは新生マグネターにあると提案した。彼の理論は、巨大な星が寿命を迎えると、その核がブラックホールになる代わりに信じられないほど密度の高い中性子星に崩壊する可能性があると主張した。もし元の星が強力な磁場を持っていれば、崩壊によってそれが劇的に増幅され、典型的なパルサーの100〜1000倍強い磁場を持つマグネターが生まれる。パルサーとマグネターはどちらも直径約10マイルしかないが、若いマグネターは毎秒1000回以上回転することができる。

UCサンタバーバラとラス・カンブレス天文台（LCO）の大学院生ジョセフ・ファラーは、2024年に発見されたSN 2024afavとして知られる超新星を研究した後、この理論の最も強力な証拠を見つけた。ファラーと同僚たちは、超新星の光度曲線における異常な隆起が、爆発中にマグネターが形成された直接的な証拠を提供すると結論付けた。「本当にエキサイティングなのは、これが超光度超新星の核崩壊の結果としてマグネターが形成された決定的な証拠であることです」と、研究の共著者であるUCバークレーの著名な天文学教授アレックス・フィリペンコは述べた。カセンは、研究者たちは長い間、隠れたマグネターがこれらの異常な爆発を駆動していると疑っていたと述べた。「長年、マグネターのアイデアは理論家の手品のように感じられていました ── 超新星の残骸の層の背後に強力なエンジンを隠しているのです」と彼は言う。「この超新星信号のチャープは、そのエンジンがカーテンを引き戻し、本当にそこにあることを明らかにするようなものです。」

SN 2024afavが2024年12月に発見された後、ラス・カンブレス天文台は200日以上にわたって爆発を監視した。超新星は地球から約10億光年離れた場所で発生した。ファラーとUCSBの天文学者アンディ・ハウエルは異常なことに気づいた：爆発から約50日後に超新星が最大光度に達した後、その明るさが何度も上下し、光度曲線に4つの明確な隆起を生み出した。ファラーはそのパターンを鳥のさえずりのピッチ上昇に例えた。ファラーのモデルは、爆発によって外側に吹き飛ばされた物質の一部が後に新生マグネターに向かって落下し、降着円盤を形成することを示唆している。この円盤はおそらくマグネターの自転に対して傾いているため、アインシュタインの理論は、高速で回転する中性子星が周囲の時空を引きずり、レンス・シリング歳差運動と呼ばれる現象を生み出すと予測する。この効果により傾いた円盤がぐらつき、ぐらつく円盤が周期的にマグネターからの光を遮ったり反射したりするため、システムは点滅する宇宙の灯台のように振る舞う。時間の経過とともに円盤は内側に螺旋状に進み、ぐらつきが加速し、特徴的な「チャープ」を生み出す。「我々は純粋にニュートン的な効果やマグネターの磁場による歳差運動を含むいくつかのアイデアをテストしましたが、タイミングを完全に一致させたのはレンス・シリング歳差運動だけでした」とファラーは述べた。「超新星のメカニズムを説明するために一般相対性理論が必要とされたのは初めてです。」

チームはまた、中性子星が毎秒