質量ギャップの見えない天体、中性子星でもブラックホールでもない

見えない天体の正体は？

Science Advancesに掲載された研究の著者らは、当初これを中性子星と考えた。中性子星は超新星爆発で大質量星が最期を迎えるときにできる、極めて高密度の天体だ。非常に小さく、一般的な観測機器では光を測りにくい。典型的な質量は太陽の1.4倍とされる。

ところが今回の天体は、推定で太陽質量の1.8〜2.8倍、最も可能性が高い値は2.2倍だった。中性子星としては重すぎる。かといってブラックホールとしては軽すぎる。軽いブラックホールでも太陽の3倍以上の質量があるからだ。

研究では、この天体は中性子星とブラックホールの間の「質量ギャップ」にある可能性があるとしている。つまり、非常に重い中性子星か、極端に軽いブラックホールのどちらかだ。研究によれば、より有力なのは超大質量の中性子星である。こうした天体は、恒星が通常ブラックホールに崩壊する境目に近い質量を持つため、かなり珍しい。

どうやってできたのか

研究者たちはまだ答えを出していない。連星では、中性子星が相手の星から物質を取り込んで重くなることがある。しかしこの系では赤色巨星と相手の軌道が離れすぎていて、直接の物質のやり取りは考えにくい。

代わりに、もともと三つの恒星からなる系だった可能性がある。中性子星2つ、または中性子星と通常の恒星が合体して、ひとつの重い天体になったという筋書きだ。通常の超新星からこうした重い中性子星ができる可能性も排除されていない。極端に重い天体についての私たちの知識には、まだ大きな空白があるようだ。