超長周期ラジオトランジェントの物理的本質を解明(Researchers Reveal Physical Nature of Ultra-Long-Period Radio Transients)

2025-07-29 中国科学院(CAS)

中国科学院・新疆天文台の周霞教授らの研究チームは、謎に包まれていた「超長周期電波突発現象(ULPTs)」の正体が、「ストレンジ・ドワーフ・パルサー」と呼ばれる新型の回転コンパクト天体である可能性を提唱した。ULPTsは数千秒という非常に遅い周期を持ち、通常のパルサー理論では説明が困難だったが、本研究では4つの既知のULPTに対してこのモデルを適用し、長周期でも安定して電波放射が可能なことを示した。ストレンジ・ドワーフ・パルサーは、ストレンジクォーク物質の核と通常物質の外殻から成り、通常の中性子星より半径が大きい。磁場強度やX線・電波放射の観測特性もこのモデルと整合し、今後の観測によりさらなる検証が期待される。本研究は、コンパクト天体内の高密度物質の物理を理解する上で大きな意義を持つ。

超長周期ラジオトランジェントの物理的本質を解明(Researchers Reveal Physical Nature of Ultra-Long-Period Radio Transients)
The death valley of strange dwarf pulsars in the magnetic-field—period diagram (Image bu ZHOU Xia)

<関連情報>

超長周期ラジオトランジェントの性質:奇妙な矮小パルサーである可能性はあるか? Nature of Ultralong Period Radio Transients: Could They Be Strange Dwarf Pulsars?

Xia Zhou, Abdusattar Kurban, Wen-Tong Liu, Na Wang, and Ya-Jing Yuan
The Astrophysical Journal  Published: 2025 June 10
DOI:10.3847/1538-4357/add268

Abstract

Ultralong period radio transients (ULPTs), with periods of thousands of seconds, challenge conventional pulsar models. We propose that these isolated sources are strange dwarf (SD) pulsars—compact objects with a strange quark matter core surrounded by a normal matter crust. We develop a theoretical framework for SD pulsars and apply it to four known isolated ULPTs: GLEAM-X J162759.5–523504.3, GPM J1839–10, ASKAP J1832–0911 (DART J1832–0911), and ASKAP J193505.1+214841.0 (ASKAP J1935+2148). Our analysis shows that SD pulsars naturally explain both the ultralong periods and coherent radio emission of these sources, which occupy a distinctive region in the magnetic field–period diagram. We find that these objects have surface magnetic fields ranging from 106 to 1010 G, with a consistent lower bound near 106 G that suggests a fundamental threshold for pair production in these magnetospheres. Their radio emission efficiencies (ηrad,rot ≈ 10−4–10−2) align with those of normal pulsars despite their extreme periods. ASKAP J1935+2148 represents a boundary case, positioned below the theoretical death line but still radio active, offering crucial insights into emission mechanisms at extreme periods. The observed X-ray properties of ASKAP J1832–0911, including its two-component spectrum and synchronous X-ray/radio variability, strongly support the SD pulsar model. This framework provides a unified explanation for ULPTs and has significant implications for understanding exotic dense matter in compact objects.

1701物理及び化学
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