この極端な星には巨大な津波が発生する可能性があります

大マゼラン雲のある星では、小さな伴星の重力が大きな星を引っ張るにつれて、巨大なプラズマの津波がその表面に繰り返し衝突する可能性があります（図）。

メリッサ・ワイス/CfA

リズ・クルーシ著

2023 年 8 月 21 日午前 9 時

砂浜に打ち寄せる波のように、巨大なプラズマの波が 1 つの巨大な星の表面に衝突する可能性があります。

星は対の一部であり、相手の重力によって引き伸ばされ、引っ張られます。 この重力の綱引きにより、星の明るさが劇的かつリズミカルに変化します。 さて、コンピュータシミュレーションによると、星の光のこの安定した鼓動は、星の表面でうねったり砕けたりする巨大な津波によって引き起こされていることが示唆されていると、研究者らは8月10日に『Nature Astronomy』誌に報告した。 波の高さは最大で太陽の直径の3倍に達する可能性があります。

マサチューセッツ州ケンブリッジにあるハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者モーガン・マクラウド氏は、「このような本当に劇的な、しかし変革の瞬間が実際に起こっているのを見るのは非常にまれです」と語る。

MACHO 80.7443.1718と名付けられたこの星系は、地球から約16万光年離れた大マゼラン雲の中に位置している。 太陽の 35 倍の質量を持つ目に見える恒星が 1 つと、太陽質量の少なくとも 10 倍の目に見えない恒星がもう 1 つあります。 月に約1回、互いの軌道を周回する際に、月が地球の海を引っ張るのと同じように、重力によって両方の星の表面に潮位が上昇するほど近くを通過する(SN: 4/5/11)と科学者らは推測している。

しかし、星の上では、その引っ張り合いはかなり極端になるでしょう。 この研究には参加していないカリフォルニア工科大学の天体物理学者ジム・フラー氏は、「星の高さは数メートルではなく、[潮流]は星の直径の10パーセントになることもある」と目に見えていると語る。 目に見える星と同じくらいの大きさ、つまり太陽の約24倍の幅の星では、これは高さ約330万キロメートルの津波に相当します。

新しい研究は、「このような極端なシステムを使用すると、ダイナミクスがいかに複雑で興味深いものになるかを示しています」とフラー氏は言います。

天文学者は望遠鏡でこれらの星の形を見ることはできませんが、より明るい星の光が時間の経過とともにどのように変化するかを追跡することはできます。 ほとんどの既知の「心拍星」の明るさは約 10 分の 1 パーセント変化しますが、このシステムの明るさは 20 パーセント変化します。

およそ月に 1 回、地球から約 16 万光年離れた 2 つの星が、重力によって両方の星の表面のプラズマの潮位が上昇するほど互いに十分に接近します。 コンピューターシミュレーション（図示）は、重力の綱引きが、より大きな星の表面のプラズマに巨大な潮汐を引き起こすことを示唆している。

マクラウド氏は、この星系の力学がどのようにして目に見える変化をもたらすのかを知りたいと考えていました。 そこで彼とハーバード大学の天文学者アヴィ・ローブは、これらの星が互いに周回する際にプラズマがどのように移動するか、また星間を移動するかをシミュレーションしました。

波は実際に砕け、明るい星の表面を横切って衝突するほど大きくなる可能性があると研究は示唆している。 海の波が岸から遠く離れている場合、それはうねり、うねる波になります。 しかし、岸に近づくと、浮き上がり、そのまま倒れてしまいます。 「ここでは、ある種の類似したことが起こっています」とマクラウド氏は言う。 波の上部は急勾配になり、「底部と位相がずれ、折り重なり、クラッシュします」。

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星の表面に衝突した後、浜辺に残された泡状の波のように、「吹き飛ばされた破片は星の周りの大気中に送り込まれる」と彼は言う。 波が打ち寄せるとエネルギーが失われます。 この衝突により星の軌道が縮小し、最終的にはこれらの星が衝突し、合体する可能性があると研究は示唆している。

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M. マクラウドと A. ローブ。 ハートビートスター MACHO 80.7443.1718 の表面で砕ける波。 自然天文学。 2023 年 8 月 10 日にオンラインで公開。doi: 10.1038/s41550-023-02036-3。