[論文レビュー] CU Virginis - The First Stellar Pulsar

B. J. Kellett, Vito Graffagnino+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2007

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、1つの磁気極から発生する一貫性があり、100%偏光した、非常に細い放射ビームを継続的に放出するCU Virginisを、最初に知られている星間パルサーとして特定した。このビームは、星の毎回転するたびに地球を通過する。星の急速な回転減速は、強い磁気抵抗機構に起因しており、これによりパルサーに類似した振る舞いを示す。これは、星間現象とパルサー現象をつなぐ、特異な天体物理学的システムを示している。

ABSTRACT

CU Virginis is one of the brightest radio emitting members of the magnetic chemically peculiar (MCP) stars and also one of the fastest rotating. We have now discovered that CU Vir is unique among stellar radio sources in generating a persistent, highly collimated, beam of coherent, 100% polarised, radiation from one of its magnetic poles that sweeps across the Earth every time the star rotates. This makes the star strikingly similar to a pulsar. This similarity is further strengthened by the observation that the rotating period of the star is lengthening at a phenomenal rate (significantly faster than any other astrophysical source - including pulsars) due to a braking mechanism related to its very strong magnetic field.

研究の動機と目的

• CU Virginis、明るい磁気的化学的に特異な星からの電波放射の性質を調査すること。
• その電波放射が、パルサーの特徴と類似しているかどうかを特定すること。
• 観測された回転減速率の物理的メカニズムと、星の磁気的抵抗に与える影響を調査すること。
• その行動を標準パルサーと比較することで、CU Virginisを新しい天体物理学的対象、すなわち星間パルサーとして確立すること。

提案手法

• 高コマレートの電波観測を分析し、CU Virginisからの周期的で一貫性のある放射を検出すること。
• 電波放射の偏光状態と指向性を測定し、その放射が細いビームの性質を有することを確認すること。
• 星の自転周期の長期的モニタリングにより、回転減速率を定量すること。
• 観測された回転減速率を、非常に強い磁場を持つ星における磁気的抵抗の理論的モデルと比較すること。
• 多波長データと磁場モデルの適用により、磁気軸と自転軸の整合性を評価すること。
• パルサーに類似したタイミング解析手法を星の自転に適用し、電波パルスを中性子星のものと同等に扱うこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CU Virginisは、中性子星パルサーに類似した、パルス状で一貫性のある電波放射を示すか？
• RQ2 CU Virginisからの高偏光電波放射の起源と指向性は何か？
• RQ3 星の自転周期はどの程度速く増加しており、これはその磁気的抵抗機構にどのような意味を持つのか？
• RQ4 主系列星であるにもかかわらず、CU Virginisの振るまいは標準パルサーにどの程度類似しているか？
• RQ5 観測された放射は、パルサーに類似した放射を示す磁気双極子放射モデルで説明可能か？

主な発見

• CU Virginisは、星の毎回転ごとに地球を通過する、持続的で非常に細いビーム状の、一貫性があり100%偏光した電波放射を発している。これはパルサーのランタン効果を模倣している。
• 星は、既知の天体、パルサーを含め、いかなる天体よりも著しく速い回転減速率を示している。
• 回転減速は、星の強力な磁場に起因する強い磁気的抵抗機構に起因している。
• 放射は1つの磁気極に局在しており、パルサーのビームに類似した方向性のある放射パターンを示している。
• このシステムは、星間パルサーとして最初に特定された例であり、パルサーに類似した振るまいが中性子星以外の対象でも発生しうることを示している。
• この発見により、磁気的で回転する主系列星において、一貫性のある電波放射と極端な回転減速が発生するという、新しい天体物理学的対象、星間パルサーが確立された。