宇宙飛行士、目前の白色矮星を見落とすほど近くにいた

天文学者たちは、近くの連星系に隠れていた4つの白色矮星を直接確認した。どの星系も地球から65光年以内にあり、そのうちの1つは太陽から9番目に近い白色矮星を含んでいる。

この発見は、ウォーリック大学とコロラド大学ボルダー校の研究者らによってなされた。彼らの研究成果は、王立天文学会月報（MNRAS）に掲載された。

各白色矮星は、赤色矮星の伴星と軌道を共にしている。赤色矮星の方が大きく明るく見えるため、可視光で観測すると、これらの星系は単一の星しか含んでいないように見えた。新たな観測により、4つの近くの赤色矮星すべてが白色矮星の伴星を隠していたことが明らかになった。

筆頭著者であるウォーリック大学の研究員、マイリ・オブライエン博士は次のように述べている。「近くの孤立した白色矮星は通常簡単に見つかりますが、これらの4つの星は可視波長では直接見えませんでした。赤色矮星の伴星がその光をかき消していたからです。これは、私たち自身の宇宙の近所でも、適切な方法と適切な波長で探せば、まだ驚きを見つけられるということを思い出させてくれます。」

天文学者たちは数十年にわたって太陽近くの星々を注意深くカタログ化してきたが、このような星系の白色矮星は依然として検出が難しい。4つの星系が注目を集めたのは、その可視星が顕著な視線方向のふらつきを示したからだ。この運動は、恒星が地球に近づいたり遠ざかったりするときに起こり、見えない大質量の物体が軌道運動で引っ張ることで生じる。このふらつきは、各赤色矮星に隠れた伴星がいることを示唆していた。

研究者らはハッブル宇宙望遠鏡の紫外線分光データを用いて、4つの星系をより詳細に調べた。白色矮星は一般に紫外線で認識しやすい。しかし、赤色矮星は白色矮星の紫外線信号を模倣する強力なフレアを発生させることがあり、確認をより困難にしている。真の信号と恒星フレアの影響を区別するために、チームは特殊な較正方法を開発した。この分析により、4つの星系すべてに白色矮星が含まれていることが正式に確認された。

そのうちの1つ、G 203-47という星系は特に不可解だった。わずか25光年しか離れていないにもかかわらず、天文学者たちは視線方向のふらつきを最初に検出してから27年もの間、隠れた白色矮星を特定できなかった。この天体は現在、太陽から9番目に近い白色矮星として認識されている。

G 203-47はまた、同様の連星系とは異なる振る舞いを示す。その赤色矮星は、白色矮星の周りを14.9日で公転しているにもかかわらず、自転に100日以上かかっている。通常、密接に軌道を回る2つの星の間の重力相互作用は、潮汐ロックによってその運動を同期させると予想される。月と地球は身近な例で、月の同じ面が常に地球を向いている。しかしG 203-47では、赤色矮星の自転が軌道と同期するにはあまりにも遅すぎる。

共著者であるコロラド大学ボルダー校の研究員、デビッド・ウィルソン博士は次のように述べている。「興味深いのは、G 203-47が同様の星系と同じように形成されたのであれば、これほどゆっくり自転するはずがないということです。これは、これらの連星が非常に異なる進化の歴史をたどったことを示唆しています。あるものは初期に激しく長期間の相互作用を経験し、潮汐ロックされました。他のもの、例えばG 203-47は、より穏やかで短い遭遇を経験し、この異常な状態のままになったのです。」

G 203-47の異常な自転は、すべての白色矮星と赤色矮星のペアが同じ過程で発達したわけではないことを示唆している。ある星系はその歴史の初期に長く激しい相互作用を経験し、星が潮汐ロックされた可能性がある。他の星系はより短い期間、より弱い力で相互作用し、自転が同期しないまま残った可能性がある。

この4つの発見により、天文学者たちは20パーセク（65光年）以内の白色矮星の個体数調査を修正することもできた。以前の個体群モデルでは、密接に軌道を回る白色矮星の連星がおよそ4～5個存在すると予測されていたが、今回の発見によりその数が増加した。