天文学者たちは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡(ESOのVLT)をRXJ0528+2838と呼ばれる死んだ星に向け、本来あるはずのないものを発見した。衝撃波である。しかもただの衝撃波ではなく、現在の物理学ではこの特定の恒星残骸が発生させるはずがないとされるものだ。

『Nature Astronomy』に掲載されたこの発見は、天文学的に言えば、決して家から出ない物静かな隣人が、なぜかレイブを開催しているのを見つけるようなものだ。「これまで見たことのない、そしてもっと重要なことに、全く予想外のものを発見しました」と、英国ダラム大学准教授で研究の共同筆頭著者であるシモーネ・スカリンジ氏は述べた。

「我々の観測は、現在の理解によれば存在するはずのない強力なアウトフローを明らかにしました」と、ポーランド・ワルシャワのニコラウス・コペルニクス天文センターの博士研究員で、研究の共同筆頭著者であるクリスティアン・イルキェヴィチ氏は付け加えた。

「アウトフロー」とは、死につつある星を一日中眺めて過ごさない我々にとっては、宇宙空間の物体から放出される物質のことだ。RXJ0528+2838は地球から約730光年の距離にあり、太陽や他の恒星と同様に銀河系の中心を周回している。宇宙空間を移動する際、星間ガスと遭遇し、バウショック(船の前方にできる波に似た、湾曲した物質の弧)を生成する。

ここで問題がある。バウショックは通常、恒星から流れ出る物質が周囲に衝突することで生じる。しかしRXJ0528+2838の場合、天文学者たちは観測された現象を完全に説明できる既知のプロセスを特定できていない。

RXJ0528+2838は白色矮星(死につつある低質量星の残骸の核)で、太陽に似た伴星が周囲を回っている。このような連星系では、伴星から白色矮星に物質が引き寄せられ、しばしば円盤を形成して死んだ星に供給する一方、一部の物質は強力なアウトフローとして宇宙空間に放出される。しかしRXJ0528+2838にはそのような円盤の証拠がなく、天文学者たちはアウトフローと周囲の星雲に関する通常の説明を失っている。

「静かで円盤のない系が、このような壮観な星雲を駆動できるという驚きは、稀な『ワオ』の瞬間の一つでした」とスカリンジ氏は語った。

この構造は、スペインのアイザック・ニュートン望遠鏡で撮影された画像で最初に気づかれ、その奇妙な外観から研究者たちはESOのVLTのMUSE装置を用いてより詳細に調査した。「ESO MUSE装置による観測により、バウショックを詳細にマッピングし、その組成を分析することができました」とイルキェヴィチ氏は説明した。「これは、構造が本当に連星系に由来し、無関係な星雲や星間雲によるものではないことを確認するために極めて重要でした。」

バウショックの大きさと形状は、RXJ0528+2838が少なくとも1000年間、強力なアウトフローを生成し続けていることを示唆している。これが別の問題を生む。科学者たちは、円盤のない死んだ星がどのようにしてこれほど長くアウトフローを維持できるのかまだ解明していないが、この系の磁場が重要な手がかりとなる可能性がある。

RXJ0528+2838は強い磁場を持つことが知られており、MUSEの観測でこれが確認された。磁場は、伴星からの物質を円盤に落ち着かせるのではなく、直接白色矮星に導いているように見える。

「我々の発見は、円盤がなくてもこれらの系が強力なアウトフローを駆動できることを示しており、まだ理解されていないメカニズムを明らかにしています」とイルキェヴィチ氏は述べた。「この発見は、これらの極端な連星系において物質がどのように移動し相互作用するかという標準的な描像に挑戦するものです。」

研究者たちは、磁場が隠されたエネルギー源(スカリンジ氏が「謎のエンジン」と表現するもの)に関連している可能性を疑っているが、説明は依然として不完全である。観測によれば、白色矮星の現在の磁場は数百年しかバウショックを維持できないはずだが、構造は少なくとも1000年間存在しているように見える。したがって、磁場だけではまだこの現象全体を説明できない。

天文学者たちは