2021 年度研究成果報告書

マグネター級の強磁場中性子星を含む連星系の探査

研究課題

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研究課題/領域番号	18K03694
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分16010:天文学関連
研究機関	東京大学
研究代表者	牧島一夫東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (20126163)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	マグネター / 中性子星 / 強磁場 / 連星系 / 宇宙Ｘ線
研究成果の概要	本研究の目的は、宇宙Ｘ線の公開データの解析を通じ、マグネター級の超強磁場をもつ中性子星 (NS) を連星中に探査することである。研究遂行の結果、以下の３つの新しい成果を挙げ、目的を十分に達成した。(1)Ｘ線連星パルサーX PerseiのNSが、10の14乗を超える超強磁場をもつことを確認できた。(2) 代表的ガンマ線連星LS 5039のコンパクト天体がNSであることを示すとともに、それがマグネター級の超強磁場をもつことを明らかにした。(3) 孤立マグネターが磁気変形して自由歳差運動を行うという描像を強化し、特にマグネターSGR 1900+14からは３例目となる自由歳差運動を発見した。
自由記述の分野	Ｘ線宇宙物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本課題は、以下の学術的な意義・波及効果をもつ。(1) マグネター級の双極子磁場をもつNSは連星中にも存在し、それらが特殊な天体ではないことを明かにした。(2) X Perseiと LS 5039で、連星運動から導かれたNSの質量は、典型的な1.4太陽質量よりやや大きく、2.0太陽質量程度である。これはNS内部での核物質の状態方程式にとって、新しい知見である。(3) LS 5039では、超磁場における粒子加速の結果、強いMeV帯のガンマ線が生成されることがわかった。(4)孤立マグネターの内部には、さらに強いトロイダル磁場が普遍的に潜むことを突き止めた。