連星中性子星の形成過程

昨年の今頃、中性子星同士の合体による重力波が初めて観測されたというニュースがあった、

中性子星合体による重力波
このように合体を起こすのは2つの中性子星が接近して廻り合っている連星系である、この中性子星の連星が形成されるには、それまで主系列にあった大質量星同士の連星で、先に大きな方が寿命を迎え超新星爆発を起こし、次に小さい方が爆発して両者とも中性子星になったと考えられるが、後者の爆発時に連星系の物質が一気に失われ、力学的に不安定で連星系が維持できないらしい、どのように安定した中性子星同士の連星ができるのか不明だった。

国立天文台理論研究部の守屋尭氏らは後で爆発する方は先に出来た中性子星に外層部の物質を吸収され、超新星爆発の際に吹き飛ばされる物質が非常に少ないため、力学的な不安定が生じず、連星系が保てるのではないか、と仮定してシミュレーションを行った、この結果、爆発時のエネルギーは通常の超新星爆発の10分の1程度になり、爆発から5～10日の間のスペクトル変化も予測した、また後から爆発する星は、爆発の直前に希薄なヘリウムの層を周りに作る可能性も示された。

そして、2014年10月に米・カリフォルニア工科大学が観測していた、ペガスス座の銀河に現われた超新星「iPTF14gqr」で、爆発の推移と爆発後に行われた分光観測で周囲に希薄なヘリウムの層が広がっていることがわかり、前述のシミュレーションとよく一致していた、

超新星iPTF14gqrの出現前（左）と出現後（右）（資料：SDSS/Caltech）

シミュレーションで予測された超新星の光度曲線（オレンジ色の破線）と、実際に観測された超新星 iPTF14gqr の光度曲線（黒丸）、超新星爆発後3日程度までは爆発の衝撃波が冷えていくために、急激に減光する。爆発後5-10日の間には超新星爆発で作られた放射性物質が崩壊する熱によって明るく光りピークに達する、シミュレーションと観測結果がよく一致している。
iPTF14gqrは中性子星同士が連星を形成するらしい天体として初めて捉えたことになる。

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