PSR J0737-3039

PSR J0737-3039の想像図。
星座とも座
分類パルサー
軌道の種類連星
天文学上の意義
意義パルサーの連星
位置
元期:J2000.0
赤経 (RA, α) 07h 37m 51.248s[1]
赤緯 (Dec, δ)?30° 39′ 40.83″[1]

距離1600?2000 光年[2]
軌道要素と性質
軌道長半径 (a)40万 km[3]
公転周期 (P)2.4 時間[3]
平均軌道速度291 km/s
物理的性質
質量A: 1.337 ± 0.004 M?
B: 1.250 ± 0.004 M?[3]
自転周期A: 0.0226993786 秒
B: 2.77346077 秒
スペクトル分類中性子星
発見
発見年2003年
発見者Marta Burgay
他のカタログでの名称
[CGB2005] J073751.248-303940.83[1]
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PSR J0737-3039は、唯一知られているパルサー同士の連星である。
連星系

PSR J0737-3039は、自転周期23ミリ秒のPSR J0737-3039Aと、自転周期2.8秒のPSR J0737-3039Bで構成されているパルサー同士の連星系である。中性子星同士の連星は、片方がパルサーであるPSR B1913+16が知られているが、両方がパルサーであることが判明しているのはPSR J0737-3039が唯一である。また、地球からの距離はPSR B1913+16の10分の1である。

PSR J0737-3039は、互いに80万km離れている[3]。質量はほぼ同じなので、共通重心を中心とする半径40万kmの円軌道を公転している事になる。これは地球の周りを公転する月に相当する軌道である。ただし、月が27日かけて公転するのに対し、PSR J0737-3039はわずか2.4時間で公転している[3]。これはかに座HM星の5.3分、SDSS J065133.338+284423.37の12.75分、PSR J1719-1438の2.2時間に次ぐ短い公転周期である。
重力波

PSR J0737-3039は、公転周期が短く、天体が重い連星系のため、重力波の放出による軌道の減少が顕著である。PSR J0737-3039の軌道は、1日あたり7mm減少していると推定されている。パルサー同士の連星系は、重力波の検出を試みる実験では理想的な対象である[4]。ただし、PSR J0737-3039の重力波による変動は、LIGOでも1アトメートル(10-18m)のオーダーである[5]。

また、この減少速度から推定すると、PSR J0737-3039は、8500万年後には互いに衝突すると予想されている[4][6]。このことは、以前考えられていたものより、中性子星同士の連星の衝突頻度が高いということを示している[4]。これは重要で、中性子星同士の衝突が、金などの重元素を生み出しているという理論があるからである。中性子星同士の衝突は、宇宙最大の高エネルギー現象の1つであると推定されており、中心部の温度は1兆℃まで加熱されると推定されている[7]。衝突後、大きな中性子星になるのか、それともブラックホールへと重力崩壊するのかは分かっていない。
食

PSR J0737-3039は、偶然にも地球から見て食を起こす。これは、パルサーの強い磁気圏に捕らわれたプラズマによって、パルスがさえぎられる事によって起こる。この食は30秒ほど継続する。ただし、Bは磁気が弱いため、Aの食は完全ではなく、パルスが少し漏れる事が分かっている[3]。
発見

PSR J0737-3039は、2003年にオーストラリアのパークス天文台で発見された。当初はミリ秒パルサーとパルスを放出しない中性子星との連星である[2]と考えられていたが、二度目の観測でパルサー同士の連星系であることがわかった。
似たような連星系

PSR B1913+16：パルサーとパルスを放出しない中性子星の連星系。

PSR B1620-26：パルサーと白色矮星の連星系。

PSR J1719-1438：パルサーと恐らく白色矮星の残骸と推定されている太陽系外惑星の連星系。

SDSS J065133.338+284423.37：白色矮星同士の連星系。重力波の存在が間接的に観測された。

かに座HM星：白色矮星同士の連星系。強い重力波を放出していると推定されている。

関連項目

重力波

パルサー

出典^ a b c PSR J0737-3039 - SIMBAD
^ a b ⇒First Double Pulsar Found - CSIRO
^ a b c d e f ⇒The first double pulsar - CSIRO
^ a b c ⇒An increased estimate of the merger rate of double neutron stars from observations of a highly relativistic system
^ ⇒The Double Pulsar - how was it discovered and why is it important?
^ ⇒First-Known Double Pulsar Opens up New Astrophysics - Jodrell Bank Centre for Astrophysics
^ 『NHKスペシャル 宇宙 未知への大紀行 第3巻 百億個の太陽』 NHK「宇宙」プロジェクト編 ISBN 978-4-14-080593-0