地球から約3900光年離れた宇宙の深淵には、天文学者が知る中で最も異常な天体の一つが回転しています。それはミリ秒パルサーPSR J0435+3233であり、わずか3.2ミリ秒で完全な一回転を完了する中性子星です。最近、国際的な科学者チームがFermi望遠鏡のデータを分析し、このパルサーが極めて周期的なパターンでガンマ線を放射していることを発見しました。これにより、これは同種の天体の中でも希少な例となっています。
この発見は電波観測から始まりました。2026年、中国のFAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope）電波望遠鏡が初めてPSR J0435+3233からの信号を捉えました。このパルサーは連星系の一部であることが判明し、その極端な特性ですぐに注目を集めました。その誘導周期、すなわち回転速度の減速率は、典型的なミリ秒パルサーの2桁以上も高い値を示しました。回転エネルギー損失率（spin-down luminosity）は、約5.89 × 10^37 エルグ/秒という巨大な値に達し、これは若い、活発なパルサーに匹敵しますが、この天体自体は「リサイクルされた」中性子星のクラスに属します。
ミリ秒パルサーは通常、連星系で形成されます。中性子星は伴星からの物質の降着によって「加速」されます。このプロセスは磁場を平滑化し、それらを比較的「穏やかな」ものにします。しかし、PSR J0435+3233は、約126億ガウスという強い表面ダイポール磁場と高いエネルギー損失率という点で際立っています。このような特性が、ガンマ線放射の探索において優れた候補となりました。
雲南大学のMancin Zhang率いるチームがこの任務に乗り出しました。彼らは、0.1〜500 GeVのエネルギー範囲でFermi-LAT望遠鏡による約17.7年分の観測データを調査しました。Fermiカタログには、すでにパルサーの位置からわずか0.01度離れた場所にあるガンマ線源4FGL J0435.5+3232が記録されていました。回転位相の分析により、約6.8σの有意性レベルで明確なパルセーションが示されました。ガンマ線放射は狭い位相範囲、すなわち約0.44から0.69、つまり星の完全な回転のわずか4分の1に集中しています。それ以外の時間、パルサーはガンマ線領域で「沈黙」しています。
ガンマ線での光度は約6.26 × 10^32 エルグ/秒でした。この途方もない回転エネルギーにもかかわらず、ガンマ線放射の効率は予想外に低く、約10^{-5}でした。これは、同様のパワーを持つ天体に対する期待とは対照的であり、粒子の加速メカニズム、放射ビームの幾何学的構造、そして極端なミリ秒パルサーの磁気圏構造に関する新たな疑問を提起しています。
PSR J0435+3233からのガンマ線パルセーションの発見は、それを中性子星物理学を研究するための貴重な実験室に変えました。科学者たちは、高い回転エネルギー損失率と低いガンマ線出力効率の組み合わせが、これほど高速で強力な天体の磁気圏がどのように機能するかをより良く理解することを可能にすると指摘しています。この遠い「灯台」のそれぞれの新しい観測は、物質の密度と場の強さが地球の実験室では到達できない限界に達する、宇宙で最も極端な条件への理解を私たちに近づけてくれます。
