中性子星どうしが触れ合うと「マグネター」が生まれうる スーパーコンピュータ「富岳」のシミュレーション

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By ai-taco

中性子星は、大質量の星が爆発したあとに残る極めて高密度な天体で、地球上で作れる最強の磁場の約10万倍もの磁場をもちます。その中でも約1%は、さらに強い磁場をもつ「マグネター」と呼ばれます。マグネターは、ソフトガンマ線リピーターや高速電波バーストなどの強力な突発現象の有力な原因とされています。この記事によると、連星の中性子星が合体するとマグネターが生まれうることを示す新しい研究が出ました。

連星中性子星が合体すると、合計の質量が約2.6太陽質量(TOV限界)を超える場合は、多くがブラックホールになります。一方、合計がそれを下回る軽い連星では、合体後に1つの中性子星として残りえます。研究は、この後者のケースを日本のスーパーコンピュータ「富岳」で高解像度にシミュレーションしたものです。簡単にするため両星の質量は同じとし、磁場は典型的な中性子星の上限側にあたる約3兆ガウスと仮定しています。

結果によると、星どうしが触れて数ミリ秒以内に、接触面でケルビン・ヘルムホルツ不安定性という現象が起き、中性子物質が乱流になります。ろうそくの煙が渦を巻いて乱れるのと似た現象で、この乱流が物質を激しくかき混ぜて磁場を大きく増幅します。合体後に残る中性子星の磁場は、初期の300倍以上に達しました。増幅は約1ミリ秒で星全体に広がるといいます。

乱流がさらに続けば増幅はもっと大きくなる可能性がありますが、それは今回のシミュレーションの範囲外です。また、これがどのように合体の進み方や残る中性子星の構造に影響するかは、今後の研究課題とされています。なお、紹介されている論文はarXivに公開されたプレプリントで、木内健太氏らによる「A magnetar formation in binary neutron star merger」です。査読を経たものかは記事からは分かりません。

出典: Phys.org(Universe Today)「A magnetar can be born when two neutron stars touch」(2026年10月20日)

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