最新のX線偏光観測により「かに星雲」の特異な磁場構造が明らかに

本宇宙科学センターの水野恒史を含むIXPE衛星チームは，代表的なパルサー風星雲である「かに星雲」のX線偏光観測を行い，特異な磁場構造を明らかにしました。

2021年末に打ち上げられたIXPE衛星は，X線で「偏光観測」と「撮像」を初めて実現した衛星です。また「かに星雲」はおうし座にある代表的な高エネルギー天体で，中心にある高速回転する中性子星（パルサー）から吹き出す高速のプラズマ風（パルサー風）をエネルギー源として，電荷を持った粒子が周りに広がり幅広い波長で輝いています（パルサー風星雲）。パルサー風星雲の活動性を担うのは磁場であり，波（電磁波）であるX線の偏り方を測る偏光観測は，磁場の構造を探る強力な手段です。

従来の「撮像」では，細かい構造もありますが，X線放射はパルサーの回転軸に対し概ね対称であることが知られていました。しかしIXPE衛星による「偏光撮像」で，磁場の向きが場所によって異なり，また磁場の整列度（どの程度綺麗に向きが揃っているか）が極めて非対称であることが初めて明らかになりました。この成果は4月6日付で，Nature Astronomy誌に掲載されました。データ解析では，水野恒史（広島大学），郡司修一，渡邉瑛里（山形大学），北口貴雄（理研）らが大きな貢献をしました。

「かに星雲」の磁場構造はこれまで様々な理論計算が行われてきましたが，このような特異な形状を予想したモデルはありませんでした。今後観測と理論研究を進めることで，パルサー風星雲の理解が進むと期待されます。

図１「かに星雲」の多波長イメージに，IXPE衛星で得られた磁場構造（向きと整列度を示すオレンジの線）を重ねたもの。(Credits: Magnetic field lines: NASA/Bucciantini et al; X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: NASA/STScI; Infrared: NASA-JPL-Caltech)

最新のX線偏光観測により「かに星雲」の特異な磁場構造が明らかに

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