白色矮星系の最内部構造を初観測(First look at innermost region of white dwarf system)

2025-11-20 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MIT の研究チームは、白色矮星を中心とする連星系「ZTF J1901+1458」において、これまで直接観測が困難だった最内部領域の構造と物質分布を初めて精密に解析することに成功した。研究は、TESS(NASA)や ZTF の高時間分解光度データと分光観測を組み合わせ、連星が互いに極めて近接した軌道を回る際に生じる潮汐作用・質量移動・相対論的効果を詳細にモデル化したもの。特に、白色矮星の強い重力が相手星の物質を引き込み、内部降着領域で周期的に明るさが変動する“重力駆動振動”を可視化できた点が大きな成果である。解析の結果、白色矮星内部の電子縮退物質の状態方程式や、降着円盤の幾何構造、質量移動の非対称性など、理論予測を直接検証する貴重なデータが得られた。これにより、白色矮星の進化、連星合体の前駆段階、Ia 型超新星の発生条件について新たな手がかりが示され、高密度天体物理の理解を大きく前進させる観測的突破口となった。

白色矮星系の最内部構造を初観測(First look at innermost region of white dwarf system)
A smaller white dwarf star (left) pulls material from a larger star into a swirling accretion disk. The pair is called an “intermediate polar,” and MIT astronomers used powerful telescopes to measure the system’s X-ray polarization for the first time, revealing key features at the center of its hottest, most extreme regions.Credits:Image: Jose-Luis Olivares, MIT

<関連情報>

降着する白色矮星のX線偏光測定:EXうみへび座の事例研究 X-Ray Polarimetry of Accreting White Dwarfs: A Case Study of EX Hydrae

Sean J. Gunderson, Swati Ravi, Herman L. Marshall, Dustin K. Swarm, Richard Ignace, Yael Nazé, David P. Huenemoerder, and Pragati Pradhan
The Astrophysical Journal  Published: 2025 November 10
DOI:10.3847/1538-4357/ae11b5

Abstract

We present the first first X-ray polarization measurements of a white dwarf (WD), the intermediate polar EX Hya. We measured significant polarization only in the 2–3 keV energy band with a polarization degree of 8% at a 3σ significance. No significant polarization was detected above 3 keV, which we attribute to the higher energy bands having lower signal to noise. We found that the scattering surface detected by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer appears to be nearly perpendicular to the optical scattering plane, showing that the X-ray scattering surface is the WD and close to the base of the accretion column. Finally, we show how the polarization can be used to estimate the height of the accretion shock above the WD’s surface.

1701物理及び化学
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