宇宙の片隅で、物理法則を破るほど明るい天体が発見された。
おおぐま座の銀河M82にある、史上最も明るい「M82 X-2」という超大光度X線源（ULX）は、太陽の1000万倍ものエネルギーでギラギラと輝く。
「エディントン限界（光度）」と呼ばれる物理法則に照らすなら、その明るさは星が耐えられるエネルギーを超えており、普通ならバラバラに吹き飛んでしまうはずだ。
ところがM82 X-2は、時折その限界を100～500倍超えてもなお平然としている。この謎の天体は、なぜ物理法則に反しても宇宙に存在することを許されるのか？
その理由は今のところ不明だが、天文学者の仮説によれば、原子を変形させるほど強力な磁場に秘密があるようだ。
【画像】 ブラックホールではないだと？物理法則を突破した天体「M82 X-2」
強力なX線を放ち、恒星の限界よりも明るく輝く小さな天体のことを「超大光度X線源（ULX）」という。NASAが運用するX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」によって検出された「M82 X-2」も、謎めいた超大光度X線源の1つだ。
その明るさは太陽の約1000万倍で、常識的な物理の限界を超えている。そんな超大光度X線源の正体はブラックホールではないかと疑われてきた。
だが『The Astrophysical Journal』に掲載された研究によると、じつはM82 X-2は「中性子星」であるという。
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質量が太陽の8～10倍くらいの星は、寿命が尽きて超新星爆発を起こすと、小さな残骸を残す。それが中性子星だ。
直径は20キロほどだが、重さは太陽に匹敵する宇宙でもっとも高密度の天体の1つだ。それゆえに重力は凄まじく、NASAの解説によれば、地球の地表重力の100兆倍もあるのだという。
M82銀河とピンク色の部分が超大光度X線源である「M82-X2」 / image credit:NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO
ブラックホールには敵わなくても、中性子星の重力は桁外れだ。だから、そこに落下する物体は、爆発的な勢いで衝突する。
たとえば、ふんわりと柔らかなマシュマロでさえ、中性子星にぶつかった時のエネルギーは、水爆1000個分にもなる。
「M82-X2」を検出したNASAのX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」 / image credit:NASA
なぜ明るさの物理限界を突破できるのか？
今回の研究では、M82 X-2は近くの星から毎年地球1.5個分の物質を吸い上げていることを明らかにしている。
そうした物質がM82 X-2に激しく衝突すれば、太陽の1000万倍という明るさは十分に生じると考えられる。
だがそれは物理的にあり得ない明るさなのだ。星が光るとき、そのエネルギーによって星は外側に押し出される。だから、あまりにも強烈な光を放つ星は、バラバラになってしまう。
外側に広がる光のエネルギーと星の重力がちょうど釣り合う明るさを「エディントン限界光度」と言い、星の明るさの限界とされている。
だが、82 X-2はその限界を突破して明るい。ならば、M82 X-2ではエディントン限界を突破できるような何かが起きているはずだ。
その何かとは何か？ 今の時点で確かなことはわからない。だが研究チームの仮説によれば、中性子星の強烈な磁場が関係しているかもしれないという。
それによって原子が変形し、あり得ないほどの光が発生しても、星がまとまっていられると考えられるのだそうだ。
References:NASA Study Helps Explain Limit-Breaking Ultra-Luminous X-Ray Sources / Bizarre object 10 million times brighter than the sun defies physics, NASA says | Live Science / written by hiroching / edited by / parumo
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