重い星が一生を終えると、中性子星やブラックホールが残ります。中性子星の重さはふつう太陽の約1.4倍で、これまで太陽の2.5倍を超えるものは見つかっていませんでした。一方、ブラックホールは太陽の5倍以上のものがふつうです。その間の太陽の約2.5〜5倍あたりは「質量ギャップ」と呼ばれ、天体がなぜ少ないのか、謎になっています。
Xinlin Zhao氏らの研究チームは、「J0008+0128」という赤色巨星(膨らんで赤く光る年老いた星)に、目に見えない相棒がいることを突き止めました。中国のLAMOST望遠鏡やAPOGEE、ガイア衛星のデータを使い、赤色巨星の動きから相棒の重さを割り出したところ、太陽の1.8〜2.8倍、最も確からしい値は約2.2倍でした。相棒からの光は検出されていません。
この2つの星は約3.3年かけて互いの周りを回っていて、軌道はほぼ円に近い形です。研究チームは、約30万通りの連星の進化シミュレーション(POSYDON)を行いましたが、この質量と軌道の組み合わせを再現できたものはなかったといいます。標準的な連星の進化では説明しにくいということです。
相棒はおそらく中性子星ですが、質量ギャップに入る可能性もあります。ほかの説明として、2つの小さな中性子星などが関わる三重星だった、あるいは三重星の内側の2つが合体した、極めて軽いブラックホールだ、といった可能性が挙げられています。ただし、これほど軽いブラックホールはまだ見つかっていません。生まれ方を説明するには、外側のガスの放出が極めて効率よく進む、生まれたときの質量が大きい、爆発の「けり」がほとんどない、といった極端だがありうる条件が必要になりそうだとしています。
近い質量の候補としては、ガイアのデータから見つかった約1.9太陽質量の中性子星候補「Gaia NS1」(軌道周期は約2年)があります。今回の天体も、質量ギャップの理解を進める手がかりになりそうです。
出典: Phys.org「A likely supermassive neutron star might shed light on the mass gap between neutron stars and black holes」(2026年11月13日)