超新星爆発直後の星の死の謎に迫る現象を観測 東大・京大など

2017年10月10日 06:01

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白色矮星に降り積もったヘリウムが星の表面で爆発し、白色矮星の中心の核融合反応に点火した模様を表す想像図。(画像:東京大学の発表資料より)

白色矮星に降り積もったヘリウムが星の表面で爆発し、白色矮星の中心の核融合反応に点火した模様を表す想像図。(画像:東京大学の発表資料より)[写真拡大]

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 東京大学や京都大学が参加する共同研究グループは、すばる望遠鏡を用いて、超新星爆発からわずかに数日以内のIa型超新星を観測することに成功した。

【こちらも】超新星爆発なしにブラックホール化した天体を観測した可能性

 Ia型超新星というのは、水素によるスペクトル線が見られず、ケイ素のスペルトル線が強いタイプの超新星である。白色矮星が核融合反応によって爆発し、その外側で大量のケイ素が合成されたときに生まれる、と考えられている。

 では白色矮星とは何かというと、太陽程度の質量の、つまりは宇宙においてはさほど重い部類に入らない星が進化した結果として残される、炭素と酸素からなる高密度の星である。

 超新星爆発を起こすのは重い星であることが多いが、白色矮星も超新星爆発を起こすことがある。特に、白色矮星の連星においては超新星爆発が多い、と考えられている。

 Ia型超新星の研究は重要である。その発する光が均一な性質を持つことから、宇宙論における距離の指標に用いられており、かつて宇宙の加速膨張を実証して2011年にノーベル物理学賞を受賞した研究も、Ia型超新星を利用するものであった。

 しかし、Ia型超新星の爆発がどのように始まるかについては、諸説あり判然としない。それを解明するため、爆発初期の超新星を観測することが求められていたのだが、Ia型超新星の爆発は銀河一つの広さをもってしても100年に一度程度であり、従来の観測では爆発初期のIa型超新星の発見は困難であった。

 しかし、すばる望遠鏡はそれを可能にした。2016年4月、100以上の超新星のデータの中から、爆発して数日の星を見つけ出したのである。

 そのデータを分析したところ、Ia型超新星の爆発は、予測されていたよりもずっと早く光度を増すものであること、またそれはヘリウム核融合反応によるものであること、などが分かったという。

 なお、研究の詳細は、Natureに発表された。(記事:藤沢文太・記事一覧を見る

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