インド理科大学院(IISc)の研究チームが、強い磁場を持つ白色矮星は、従来の質量の上限とされてきた値を大きく超えて成長しうるとする研究を、天文学誌「The Astrophysical Journal Letters」に発表しました。論文の筆頭著者は博士課程のゼニア・ズライクさんで、責任著者はバニブラタ・ムカジー氏です。
白色矮星は、燃料を使い果たした星が外層を放出したあとに残る、地球ほどの大きさの非常に高密度な核です。回転も磁場もない白色矮星の質量には、約1.4太陽質量という上限があり、これを「チャンドラセカール限界」と呼びます。炭素と酸素からなる白色矮星がこの限界に近づくと炭素に火がつき、Ia型超新星として爆発すると考えられています。Ia型超新星は明るさが揃っているため、宇宙の距離を測る「標準光源」として使われています。
チームは、英ケンブリッジ大学で開発された恒星進化コード「STARS」に磁場の効果と白色矮星の冷却を組み込み、磁場を持つ星が主系列星から白色矮星になるまでを追跡しました。さらに、伴星から物質を受け取る連星系も計算しています。
その結果、8太陽質量の主系列星から生まれた1.02太陽質量の炭素・酸素白色矮星が、年間10のマイナス9乗太陽質量の割合で物質を降り積もらせると、磁場を考慮したモデルでは質量の限界が約2.4太陽質量に達しました。磁場を考えないモデルでは約1.4太陽質量にとどまります。弱い磁場でも、質量が増えて星が収縮するにつれて強まり、その磁気圧が重力を支えるためだと説明されています。
ただし、これはシミュレーションに基づく理論的な結果で、2.4太陽質量という値は1つのモデルから得られたものです。限界値は磁場の物理の詳細に左右され、異常に明るいIa型超新星が示唆する2.8太陽質量までの可能性も、観測的には決定的ではありません。それでも、Ia型超新星の親星の質量や磁場に多様性があれば、宇宙膨張の研究にも影響しうると研究チームは指摘しています。
出典: Phys.org「Strong magnetic fields could allow white dwarfs to grow beyond the Chandrasekhar limit」(2026年10月10日)