Pair of white dwarfs locked in 6-minute orbit might one day be observed by gravitational waves

白色矮星の連星系eRASSU J0608で、軌道が急速に減衰する現象が確認された。この軌道減衰の速度は重力波の放出によって引き起こされるもので、将来の重力波観測装置による検出の有力な対象となる可能性がある。

この系の正体は、X線観測衛星NICER（中性子星内部構成探査機）とEinstein Probe X線天文台のデータによって明かされた。eRASSU J0608は3.74秒、つまり6分余りの周期で明るいパルスを放つX線源として知られていたが、観測チームはこの規則的な変動が何に由来するのかを調査した。白色矮星のペアが非常に接近した軌道で互いに周回しており、一方の星から放出された物質が直接もう一方の星に捕捉される環境にあることが判明したのである。このため、集積円盤を形成せず、X線は規則的なバースト状に放出される。さらに、XMM-Newtonの過去観測データと比較することで、3年以上にわたるこの系の変動を追跡した結果、軌道が急速に減衰していることが確認された。その減衰速度は重力波からのエネルギー喪失と一致している。

軌道減衰そのものは以前から複数の連星系で観測されてきたが、eRASSU J0608の減衰速度は連星系としても最速級であり、これは同時に、この系が連星としては最強級の重力波源であることを意味する。推定されたチャープマスは0.43太陽質量である。しかし、現在のX線観測だけでは、この系がどの程度の距離にあるかを特定することができない。重力波の検出力は距離の二乗に反比例する（光の場合と同じ逆二乗則が適用される）ため、距離の正確な把握は極めて重要である。観測チームは、この系に第三の恒星が存在する可能性に注目し、それが見つかれば距離の推定が可能になると考えている。

もし距離が十分に近ければ、このシステムの重力波は将来的に宇宙ベースの重力波観測装置LISAなどによって検出される可能性がある。その場合、この系は他の天体の重力波信号を較正するためのリファレンス源として機能する可能性も持つ。重力波の直接観測が現実化するにつれ、こうした精密な重力波源の発見と分析は、宇宙物理学のみならず、将来の観測装置の開発と性能検証にも影響を及ぼす可能性がある。

日本国内では、光学干渉計やレーザー技術、高精度な検出器開発など、重力波観測装置の実現に必要とされる多くの技術分野で優位にある企業や研究機関が存在する。こうした先端的な重力波観測計画の進展に伴い、関連する精密部品や測定器材への需要が増加していくと考えられる。eRASSU J0608のような検出可能な重力波源の発見は、その実現をより一層加速させる可能性を秘めている。

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