人類は何世紀にもわたって、私たちに最も近い星である太陽を研究してきました。しかし、その内部はまだほとんど知られていない。それらの核は非常に熱く密度が高いため、光が貫通できません。天文学者が内部を探索する機会は限られています。
太陽: 重力波が太陽を「光で通過」する可能性がある
最近の研究では、重力波を使用して太陽の内部を覗くことができ、内部を探索する新たな方法が見つかる可能性があることが示唆されています。
重力波は、巨大な物体の加速によって引き起こされる時空構造のさざ波です。光波とは異なり、重力波は吸収、散乱、遮断されることなく物質を通過できます。このため、天体の内部を研究するための強力なツールとなる可能性があります。
山脈状に回転する中性子星
この研究は、変形や山状の隆起を示す可能性がある、高速回転する中性子星に焦点を当てています。それらは内部の熱または磁場によって引き起こされます。このような非対称に回転する物体は、重力波の連続的な流れを生成する可能性があります。これらは、繰り返し信号の形で到達します。
高速回転する中性子星によって生成される重力波は、現在の望遠鏡では観測できないほど弱すぎますが、次世代の重力天文台では検出できるはずです。
パルサーは、非常に速く回転し、電磁放射の定期的な信号を放出する中性子星です。ほとんどのパルサーは 1 秒間に数回回転し、その信号は地球上の電波望遠鏡で受信されます。電磁信号はパルサーの磁場によって生成され、非常に規則的であるため、しばしば「宇宙時計」と呼ばれます。
候補者が選択されました
太陽の質量は、これらの重力波が内部を通過する際に方向付けます。この研究の背後にあるチームは、レンズ効果を測定することによって、重力波観測が太陽の密度プロファイルをかなりの精度で測定できることを発見した。
「この目的のために、私たちはオーストラリア望遠鏡国立施設のパルサーカタログから3つの有望な候補を選択しました」と研究者らは書いている。このようにして、太陽の密度を 1 年を通してかなりの精度で測定できます。
さらなる調査が必要
しかし、パルサーは、太陽の後ろを通過する重力波源のほんの一部しか構成できません。ほとんどの中性子星は、私たちに電波を送らないように配置されていますが、それでも重力探査機として使用できる可能性があります。
おそらく、1 年かけて太陽の後ろを通過する高速で回転する中性子星が数百個あります。もし私たちがその重力波を観測することができれば、私たちに最も近い星の内部を詳しく観察できるようになるはずです。
重力波天文学はまだ初期段階にありますが、重力望遠鏡が改良されるにつれて、天文学者は以前は不可能だった方法で宇宙を探索できるようになります。重力波を使用して太陽内部を探索する研究は、今後待ち受ける刺激的な可能性の一例にすぎません。
出典: 「既知のパルサーからのレンズ重力波による太陽内部の探査」 (arXiv、2023)