すぐ近くの冷たい矮星に、木星そっくりのオーロラ
超低温矮星は、恒星と惑星の境目にいる天体だ。この仲間には、ごく質量の小さい恒星、褐色矮星、惑星質量の天体が含まれ、どれも約2,700ケルビンより冷たい。大気の中で凝縮物が集まり、雲のような構造をつくるほどの冷たさだ。2001年にこうした天体からの電波放射が偶然発見されて以来、その電波は数千ガウスの磁場の存在を明らかにしてきた。そのうち約15〜20%が「電波の強い」天体だ。
その電波信号は、しばしば二つの部分からなる。安定した「静穏な」輝きと、強い円偏光をもち、自転とともにめぐる明るいパルスだ。パルスは、電子サイクロトロン・メーザー不安定性と呼ばれる過程によるものとされる。木星や土星の電波オーロラを生み出しているのと同じ過程だ。
木星の2種類のオーロラ
木星では、電波オーロラは主に二つの源から生じる。一つはメインオーバルで、それぞれの磁極を取り巻くオーロラの環だ。惑星とともに回転するプラズマの円盤に結びついた電流が、これを支えている。もう一つは惑星の衛星、とりわけイオから生じる。衛星が木星の磁化したプラズマの中を動くと、衛星と惑星を結ぶ磁力線に沿って電流が流れる。これを活動的磁力線（active field lines）と呼ぶ。
LSPM J0036+1821は、8.7パーセク（約28光年）先にあるL型の矮星で、2002年から電波を出していることが知られている。2008年の研究では、そのパルスがおよそ3.08時間ごとにくり返すことがすでにわかっていた。それ以前の撮像では伴天体の可能性も示されていたが、確認されたことはない。
3年間、耳を澄ます
バレンシア大学のD. Martín-Carrero、J.C. Guiradoらは、マドリードの宇宙生物学センター、トリニティ・カレッジ・ダブリン、ローウェル天文台、アメリカ自然史博物館、コロラド大学の協力者とともに、2019年から2023年までの観測を組み合わせた。
- 2021年12月7日、**超大型干渉電波望遠鏡群（VLA）**による8〜12 GHzでの8.7時間の観測。
- 遠く離れた電波アンテナを一つにまとめた二つのネットワーク、ヨーロッパVLBIネットワークと**超長基線アレイ（VLBA）**による、多数の短い観測。
- TESS衛星による可視光でのモニタリング。
どの時期にも、電波源は一つの点のように見える。最も鮮明な画像から、放射している領域は約0.025天文単位より小さいと制限される。
電波パルスに最もよく合う幾何。それぞれの磁極を取り巻くメインオーバル（シアン）と1本の活動的磁力線（紫）が、どちらも中空の円錐状に電波を放つ。縮尺は正確ではない。— Figure 7, Martín-Carrero et al. (2026), arXiv:2610.09854.
秒単位で測られた時計
電波パルスからは3.07941 ± 0.00020時間の自転周期が得られ、TESSの可視光からは3.07908 ± 0.00038時間が得られる。両者は一致しており、その精度はおよそ1秒だ。著者らによれば、電波と可視光の両方でこれほど精密に自転が測られた超低温矮星はほとんどない。
パルスは、年をまたいでも、装置が変わっても、同じ形を保っている。一方の円偏光では、1回の自転につき二つのピークがあり、片方がもう片方より強い。逆の偏光では、その間に一つだけピークがある。放射は12 GHzまで途切れることがなく、これは4.3キロガウスを超える磁場を意味する。
一つの環と、1本の活動的な磁力線
メインオーバルだけでも、活動的磁力線だけでも、パルスは再現できない。どちらも左右対称な光度曲線になってしまうからだ。そこでチームは、木星にならったハイブリッドモデルを当てはめた。
- メインオーバルは安定した寄与をもたらし、弱いほうのピークの大部分を担う。
- 1本の活動的磁力線が、強くて変動するピークと、逆の偏光のパルスを生み出す。
当てはめの結果は、磁気軸が自転軸からわずか約3.6度しか傾いておらず、ほぼ赤道方向から見ていることを支持している。
8.7時間の観測のあいだに、一方のピークは約600マイクロジャンスキーから300へと弱まり、もう一方は約150から350へと強まった。このシーソーは、ごくわずかな変化で説明できる。放射円錐の開き角が1度に満たないほどずれるか、活動的磁力線が自転ごとに経度で約7〜8度動くかだ。同じシーソーは、約15年前の2008年のデータにも現れている。
隠れた伴天体？
木星では、動く活動的磁力線は、惑星をめぐるイオのしるしだ。ここでは、矮星の半径の数倍以内にある近い伴天体が、同じ役割を果たしうる。だが著者らは、伴天体がなくても成り立つほかのシナリオもあると強調している。たとえば、回転するプラズマのトーラスに閉じこめられたガスと塵の塊や、より複雑な磁場だ。以前に報告された約0.78天文単位の伴天体の候補は、電波では検出されなかった（21マイクロジャンスキー未満）。いずれにせよ、イオのような相互作用を起こすには遠すぎるだろう。より長く、より幅広い電波観測によって、これらのシナリオを見分けられるはずだ。