じじぃの「科学・芸術_324_アルキメデスの螺旋・WR104」

WR 104: A real life death star system Wolf Rayet Stars 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=A3KOu83F6AU
WR 104: Wolf-Rayet 104




WR 104: The prototype Pinwheel Nebula
The most extensive and detailed imaging study to date of the beautiful and exotic colliding-wind binary Pinwheel system Wolf-Rayet 104 has caught the motion of this stellar performer in a series of time-lapse movie frames taken over an interval of more than six years.
http://www.physics.usyd.edu.au/~gekko/pinwheel.html
螺旋
(1) アルキメデス螺旋(B.C.225年)
  極方程式は、 r=aθ (下記グラフは、a=1のとき)
弧と弧の間の空間がいつまでも一様なので、何故かしら人工的な感じを受ける。
アルキメデス螺旋について、興味ある事実がある。
http://www004.upp.so-net.ne.jp/s_honma/curve/logarithmicspiral.htm
『へんな星たち 天体物理学が挑んだ10の恒星』 鳴沢真也/著 ブルーバックス 2016年発行
WR 104 より
カラーページの図(画像参照)は、わかりやすいようにあとから着色した擬似カラーです。
まるで鳴門の渦巻きのような、このWR 104、いったいどんな星なのでしょう?
夏は天の川がきれいに見える季節です。天の川とは、私たちが住む天の川銀河(銀河系)の、とくに星が多い領域が帯状に見えているもののことです。天の川銀河の中心方向に位置している星座が、いて座です。ギリシャ神話に登場する半人半馬の空想上の動物ケンタロウスのケイローンが、弓を引いている姿とされる星座です。このケイローンが持つ弓の真ん中やや上寄りに、WR 104があります。
天文ファンの方なら、その天球上の位置は2つの星雲M8(干潟星雲)とM20(三裂星雲)のちょうど中間、といえばわかるかもしれません。地球からの距離は約7500光年です。
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ではでは、銀河でもないのに渦を巻く、WR 104。その渦巻きの原因はいったい何なのか。いよいよ本題の謎解きに入りましょう。
WR星のおよそ6割は、伴星を持つ連星系です。そしてWR 104も連星系ではないかということが1977年に示唆されました。結論から言ってしまうと、じつは連成計であることが、グルグル渦巻きの原因だったのです。
トゥシルらの「ネイチャー」論文には、1つの図が掲載されていました。グルグル形状を説明するものです。正確にいいますと、WR 104の渦は、アルキメデスの螺旋」(図.画像参照)という形状をしています。これは周囲の距離が一定という特徴を持つ渦のことで、わかりやすい例が蚊取り線香です。WR 104の渦は、鳴門の渦潮というよりは、蚊取り線香だったのです。宇宙の巨大な蚊取り線香です。ほかにはホースを巻いた場合など、人工物に多くみられますが、マツカサやサボテンのトゲの並び方など、植物にも見られます。
現在のWR 104の主星の質量は、20〜50太陽質量です。伴星は早期B型V(主系列)星です。
2つの星は1.9〜2.6天文単位離れています。主星からの星風の速度は秒速1600kmです。伴星から吹いてくる風は、主星からの風と衝突して、衝撃波面を形成します。そのあと、連星系のグルグル運動が原因となって、渦を形成していると考えられます。伴星起源のガスは後方にたなびくと冷却されるので、炭素などは固形化してダストになります。
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極新星爆発を起こすと、あとに残るのはブラックホールです(ブラックホールになるための星の質量の境界は30太陽質量程度と考えられていますが、詳細はわかっていません)。
結局、何がいいたいのかというと、WC型のWR 104も、最後の最後は極超新星になる可能性があるのです。WR 104が地球からは渦を巻いて見えるということは、公転面をほぼ地球に向けているわけです。公転面は自転軸の向きと普通は考えられますので、もしWR星の自転軸が5度の範囲内で地球側を向いて居たら、ガンマ線バーストとして観測されるのです。