MAXI-NICER連携で捉えた悪魔のまばたき―アルゴルで発生した巨大恒星フレア食の観測に成功―

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 中山和哉 理学研究科修士課程学生、榎戸輝揚 同准教授、井上峻 同博士課程学生、岩切渉 千葉大学助教、三原建弘 理化学研究所専任研究員、Keith Gendreau 米国航空宇宙局(NASA)ゴダード宇宙飛行センター(Goddard Space Flight Center)研究員、Zaven Arzoumanian 同研究員、濱口健二 同研究員、野津湧太 米国コロラド大学ボルダー校(University of Colorado Boulder)研究員のグループは、国際宇宙ステーションに搭載された日本の全天X線監視装置MAXIおよびNASAのX線望遠鏡NICERの国際連携観測により、悪魔の星と呼ばれる食変光星アルゴルで発生した太陽フレアの10万倍に上る明るさのスーパーフレアをMAXIで捉え、フレアの食(奥にいる星からの光を手前にいる星が隠すこと)による減光をNICERで捉えることに成功し、その発生位置とサイズを特定することに成功しました。

 いつ起こるともわからない突発現象であるフレアの食は、これまでは偶然観測された例しかありませんでしたが、今回は事前に突発現象に対する観測体制を整えていたMAXIとNICERによって初めて狙い通りにフレア食を観測することに成功しました。恒星のスーパーフレア現象は、太陽とは違い恒星が非常に遠くにあるため、その大きさや位置を決めるのが困難です。今回観測されたフレア食はその減光のタイミングからこれらの情報を推定でき、スーパーフレアの大きさは太陽の直径に匹敵するほど巨大なサイズであることがわかりました。この成果は未解明であるスーパーフレアの発生メカニズムに対して重要な示唆となります。

 本研究成果は、2025年12月18日に、国際学術誌「The Astrophysical Journal」に掲載されました。

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credit:ひっぐすたん
研究者のコメント
「スーパーフレアは興味深い研究対象ですが、太陽では見られないため、その空間情報を得るのは困難な現象です。本研究で連星の特性を活かしてそのようなフレアの空間情報を得る方法を確立することができました。これは他の連星系にも適用できる一般性の高い手法です。今後は電波などを用いた多波長同時観測を行うことでさらにスーパーフレアの機構に迫っていきたいと考えています。」(中山和哉)

「MAXIの広視野、NICERの感度というお互いのもっていないものを補う、非常にユニークな連携観測に成功しました。自分で予測したタイミングで、バッチリX線の食が起きているデータがNASAから送られてきたときにはとても感動しました。このような装置や国を超えた連携観測は、さらにニュートリノや重力波といった光ではない宇宙の情報を伝えてくれるメッセンジャーと合わせることにより、未開拓領域であるマルチメッセンジャー天文学を切り拓いていくことができますので、まだまだ精進していきたいです。」(岩切渉)

「国際宇宙ステーションに搭載されている2つのX線天文装置、日本のMAXIとアメリカのNICERは、それぞれ広視野探査と精密観測という特徴を持ち、それらが連携すると強力な観測装置となります。本研究は、通信衛星による軌道上ー地上の常時接続、コンピュータによる自動処理、インターネットによる国境を越えた速報性を利用して、日米の研究者が協力して成し遂げた成果です。今回の『悪魔の星』は、古代アラビアから明るさが変わる不気味な星として知られ、アルゴル(悪魔)と名付けられた星。最新技術により、その素顔がまた1つ明らかになりました。」(三原建弘)

研究者情報
研究者名
Shun Inoue
書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae1699

【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/298580

【書誌情報】
Kazuya Nakayama, Wataru Buz Iwakiri, Teruaki Enoto, Shun Inoue, Yuta Notsu, Keith Gendreau, Zaven Arzoumanian, Kenji Hamaguchi, Tatehiro Mihara (2025). Eclipsing Stellar Flare on the Demon Star Algol Binary System Observed during the MAXI-NICER Follow-up Campaign in 2018. The Astrophysical Journal, 995, 2, 152.