回転する無線トランジェント

回転電波過渡現象( RRAT ) は、2006 年に初めて発見された、短く中程度の明るさの電波パルスの発生源です。 ^{[1] RRAT は}パルサー、つまり、既知のパルサーの大部分よりも散発的かつ/またはパルス間の変動が大きい放射をする回転磁化 中性子星であると考えられています。RRAT の実際的な定義は、明るい単一パルスの探索で簡単に発見できるパルサーであり、フーリエ領域探索では発見できないため、「RRAT」は単なるラベル (発見方法) にすぎず、パルサーとは異なるクラスのオブジェクトを表すものではありません。2015 年 3 月現在、^{[アップデート]}100 を超えるものが報告されています。^[2]

RRAT からのパルスは持続時間が短く、数ミリ秒から続く。このパルスは、 1.4 GHzで数ジャンスキーの磁束密度を持つパルサーから観測される最も明るい単一パルスに匹敵する。^{[1] RRAT の発見に関わった}電波天文学者のアンドリュー・ラインは、「空にはこれより明るい電波源は数十個しかないと推測している」。^[3]検出されたバーストの時間間隔は、数秒 (1 パルス周期) から数時間までの範囲である。したがって、RRAT からの電波放射は通常、1 日あたり 1 秒未満しか検出されない。^[1]

RRAT からの散発的な放射は、フーリエ技術を使用する標準的な周期性探索では、通常検出できないことを意味します。それでも、RRAT の根本的な周期性は、パルス間の間隔の最大公約数を見つけることで決定できます。これにより最大周期が得られますが、多数のパルス到着時間が決定されると、それより短い周期 (整数倍) は統計的にありそうにないと判断できます。このようにして決定された RRAT の周期は 1 秒以上のオーダーであり、パルスが回転する中性子星から来ている可能性が高いことを意味し、「回転電波過渡現象」という名前が付けられました。一部の RRAT で見られる周期は、ほとんどの電波パルサーよりも長く、個々のパルスの探索で (定義上) 発見されるソースとしてはある程度予想されます。過去数年間の RRAT の監視により、RRAT の速度が低下していることが明らかになりました。既知のRRATのいくつかでは、この減速率は小さいものの、典型的なパルサーよりも大きく、これもマグネターの減速率とより一致しています。^[4]

RRATの中性子星としての性質は、宇宙ベースのチャンドラX線観測衛星を使用したRRAT J1819-1458のX線観測によってさらに確認された。[ 5] 冷却中性子星の温度は100万ケルビン程度で、X線波長で熱放射する。X線スペクトルの測定により、中性子星の表面からの熱放射である^と 仮定して温度を判定できる。RRAT J1819-1458の温度はマグネター表面の温度よりもはるかに低く、RRATとマグネターには共通する特性がいくつかあるにもかかわらず、異なる中性子星種族に属していることを示唆している。RRATとして特定された他のパルサーはいずれもX線観測ではまだ検出されていない。これは、電波帯域外でこれらの源が検出される唯一の例である。

1967 年にパルサーが発見されて以来、パルサーの探索は、地上の無線信号によって発生するノイズとパルサーを区別するために、パルサー パルスの 2 つの重要な特性に依存してきました。1 つ目は、パルサーの周期性です。データを通じて周期性探索を実行すると、「パルサーは、個々のパルスを単に探す場合よりも、はるかに高い信号対雑音比で検出されます」。^[6]パルサー信号の 2 つ目の決定的な特性は、イオン化媒体を通過する電磁波の位相速度の周波数依存性による、個々のパルスの周波数の分散です。星間媒体にはイオン化成分があるため、パルサーから地球に伝わる波は分散されるため、パルサーの調査では分散した波の探索にも重点が置かれました。この 2 つの特性の組み合わせの重要性は、これまでで最大のパルサー調査であるパー​​クスマルチビーム パルサー調査の初期データ処理では、「単一の分散パルスに敏感な探索は含まれていなかった」ほどです。^[6]

調査自体が終了した後、単一分散パルスの探索が開始されました。調査ですでに検出されたパルサーの約4分の1は単一分散パルスの探索によって発見されましたが、パルサーに関連していないと考えられていた単一分散パルスの発生源が17個ありました。^[6]追跡観測中に、これらのうちいくつかは周期性探索で見逃されていたパルサーであることが判明しましたが、11の発生源は単一分散パルスを特徴とし、パルス間の間隔は数分から数時間に及ぶ不規則でした。^[1]

2015年3月現在、^{[アップデート]}100個を超える銀河が報告されており、その分散値は最大764 cm ⁻³ pcに達している。^[2]

RRAT パルスの不規則性を説明するために、RRAT と分類されているパルサーのほとんどは、固有の輝度が低いか、ソースからの距離が遠いために単純に検出できない規則的な基礎放射を持つパルサーと完全に一致していることに注目します。しかし、これらのパルサーからのパルスが検出されない場合、それらが本当に「オフ」であると仮定すると、いくつかの著者は、そのような散発的な放射を説明できるメカニズムを提案しています。たとえば、パルサーは徐々にエネルギーを失うと、パルサーの「死の谷」と呼ばれる場所に近づきます。これは、パルサーのパルサー周期 - 周期微分空間の理論上の領域で、パルサーの放射メカニズムは機能しないと考えられていますが、パルサーがこの領域に近づくと散発的になる可能性があります。ただし、これは RRAT の動作の一部と一致していますが、^[7]周期と周期微分がわかっている RRAT は、標準的な死の領域の近くにはありません。^[6]もう一つの説は、中性子星を形成した超新星の残骸から小惑星が形成され、これらの残骸がRRATや他の種類のパルサーの光円錐に落ち込むことで、観測された不規則な挙動の一部が引き起こされるのではないかというものである。^[8]ほとんどのRRATは、より長い距離を示す大きな分散指標を持ち、同様の放射特性と相まって、一部のRRATは望遠鏡の検出閾値によるものである可能性がある。しかし、RRATがいわゆる「巨大パルス」を持つパルサーと同様の放射メカニズムを共有している可能性も排除できない。^[9] RRATの放射メカニズムを完全に理解するには、中性子星の周囲の残骸を直接観測する必要があるが、これは現在は不可能だが、将来的にはスクエア・キロメートル・アレイによって可能になるかもしれない。しかし、アレシボ天文台、グリーンバンク望遠鏡、そしてRRATが最初に発見されたパークス天文台などの観測所によってさらに多くのRRATが検出されるにつれて、RRATの特徴のいくつかがより明らかになる可能性があります。

• 天文学者がピーカブー星を発見
• 新しい種類の星が発見されました。SciAm 2006