数十億の飛び散る電子! パルサーの秘密を解き明かすコンピューター・シミュレーション

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  • author George Dvorsky - Gizmodo US
  • [原文]
  • 岡本玄介
数十億の飛び散る電子! パルサーの秘密を解き明かすコンピューター・シミュレーション
Image: NASA GoddardYouTube

ワケがわかんなくても、トリップしそうな美しさ!

NASAが新たに作成したシミュレーター「PIC(Particle in Cell)」にて、回転する中性子星=パルサーが周囲に生み出す複雑で高エネルギーの環境を再現することに成功しました。

1967年に初めて発見されたパルサーという天体は、巨大な星が超新星爆発して残った星の核。マンハッタン島よりも狭い球状に圧縮され、1秒間に何千回も回転しながら強烈な磁場・電波パルス・ガンマ線・電界などを発生。あまりにも高回転なので、粒子は表面から飛び散り、宇宙空間で加速していくのです。

地球からおよそ770光年先にも見つかっているパルサーではいったい何が起こっているのか? その驚きの映像がこちらです。

Video: NASA GoddardYouTube

パルサーの特徴を解き明かす

パルサーは宇宙に浮遊する巨大な粒子加速器のようなもので、ミクロとマクロ・スケールの両方で、奇妙な物理現象を作り出します。

天文学者は50年以上にわたりパルサーを研究してきましたが、彼らはまだその観察内容を完全に説明することはできません。ですがこのシミュレーションで、電子や磁場がどのように相互干渉するのか、これまで考えられもしなかったことが視覚的にわかるようになりました。

2台のスーパーコンピューター

作ったのは、NASAの天体物理学者ガブリエル・ブランビラ博士が率いるチームです。

シミュレーションに使われたのは、NASAゴダード宇宙飛行センターの気候シミュレーション・センターにある、ディスカバー・スーパーコンピューター。それと、シリコンバレーのNASAエイムズ研究センターにある、プレアデス・スーパーコンピューター。このシミュレーションモデルは、数十億個の電子とそれらの反物質である陽電子の動きを追跡しているとのこと。

パルサーのメカニズム

ほとんどの荷電粒子は電子や陽電子で、それらの粒子はエネルギーが高くなるに連れてどんどん明るくなります。地球からたびたび観測されるので、宇宙空間の灯台のように例えられることもあるのだとか。

パルサーの高速回転によって電子は外に向かって飛び、陽電子はカレント・シートという薄い構造に沿って低緯度で放出されます。これが強風を生み、「パルサー・ウィンド」となり遠くへ吹いていきます。

粒子は中性子星の回転に合わせて軌跡を作り、光速に達すると光の輪ができあがります。この輪は円筒形に伸びるのですが、エネルギーのほとんどが円筒に向かい広く拡散する中、時には核に向かって戻って散乱するものも現れます。それらは方向だけでなく速度もさまざまで、円筒を抜けて遠くへ飛び散っていくものもあるのです。

さらには全体の0.1%未満というもっとも高いエネルギーの陽電子は、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡で検出されたガンマ線と類似のものを放射。磁場と出逢うカレント・シートの中で高出力を発生させることも判明しました。

エイリアンを見つけるなら

昨年行われた研究では、パルサーが粒子のビームにエネルギーを集中させることから、「進化したエイリアンがパルサーの周りに巨大建造物を造る可能性が高い」という発表もされました。

エイリアンがホントにいて、ホントにそんなことをするのかはさて置き、ブランビラ博士はさらなるシミュレーションを行ないたいと考えているようです。

新たな発見があると良いですね!

Source: YouTube via NASA, Astrophysical Journal

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