超新星はまれで不思議な出来事です。これらの激しい爆発は、巨大な星がその進化的寿命の最終段階に到達したとき、つまり、すべての燃料を使い果たしてコアが崩壊したとき、または連星系の白色矮星がその伴星を消費したときにのみ発生するため、証人はかなりの特権です。
しかし最近、天文学者の国際チームは、さらに珍しいかもしれない何か、スローモーションで起こっているように見える超新星の出来事を目撃しました。その種の超新星(SNタイプIbn)は、通常、ピーク輝度への急速な上昇と急速な下降によって特徴付けられますが、この特定の超新星は、最大の輝度に到達するためにかつてないほど長い時間を要し、その後ゆっくりと消えていきました。
彼らの研究のために、英国、ポーランド、スウェーデン、北アイルランド、オランダ、ドイツのメンバーを含む研究チームは、OGLE-2014-SN-13として知られるタイプイブンイベントを研究しました。これらのタイプの爆発は、コアの崩壊を受けた大量の星(水素の外側のエンベロープを失った)の結果であると考えられており、その噴出物は、ヘリウムに富む星状物質(CSM)の雲と相互作用します。
この研究は、ストックホルム大学のオスカークラインセンターのEmir Karamehmetogluが主導しました。彼がSpace Magazineにメールで伝えたように:
「タイプイブン超新星は、非常にヘリウムに富んだ物質の密集した領域に囲まれた、非常に重い星の爆発であると考えられています。このヘリウムの存在は、それらの光学スペクトルに狭いヘリウム輝線が存在することを介して推測されます。また、星のすぐ周囲には水素がほとんどないと考えられます。水素が存在すると、スペクトルではヘリウムよりもはるかに強く現れるからです。ご想像のとおり、この種の構成は非常にまれです。水素は宇宙で最も豊富な元素だからです。」
すでに述べたように、タイプIbn超新星は、明るさが突然劇的に増加し、その後急激に減少するという特徴があります。しかし、ワルシャワ大学天文台で光学重力レンズ実験(OGLE)を使用して2014年11月11日に検出されたOGLE-2014-SN-131を観察すると、彼らはまったく異なる何かを目撃しました。
「OGLE-2014-SN-131は、通常の1週間ほど明るくなるまでに約50日かかったため、異なりました」とKaramehmetoglu氏は言います。 「その後、比較的ゆっくりと下落しました。これまでに研究されてきた他のイブンとは異なり、最大輝度までの典型的な上昇より数倍長い時間がかかったという事実は、それを非常にユニークなオブジェクトにします。」
OGLE-IV過渡検出システムによって取得されたデータのおかげで、OGLE-2014-SN-131を地球から約372±9メガパーセク(1183.95〜1242.66百万光年)の距離に置くことができました。その後、チリのラスカンパナス天文台にあるOGLE望遠鏡と、ラシラ天文台にあるガンマ線バースト光学/近赤外線検出器(GROND)を使用して、測光観測が行われました。
チームはまた、ラシージャにあるESOの新技術望遠鏡(NTT)とパラナル天文台(どちらもチリにある)にある超大型望遠鏡(VLT)を使用して分光データを取得しました。異常に長い立ち上がり時間に加えて、結合されたデータは、超新星が異常に広い光度曲線を持っていることも示しました。これらすべてを説明するために、チームはいくつかの可能性を検討しました。
まず、標準的な放射性崩壊モデルを検討しました。これは、他のほとんどのタイプIおよびタイプII超新星の光度曲線に電力を供給することが知られています。ただし、これらはOGLE-2014-SN-131で観察したものを説明できませんでした。そのため、彼らは近くの若い急速に回転する中性子星(別名マグネター)から入力されるエネルギーを含む、よりエキゾチックなシナリオを検討し始めました。
このモデルはOGLE-2014-SN-131の動作を説明しますが、マグネターを起動するためにどのような状況が必要になるかはまだわかっていません。そのため、カラメメトグルと彼のチームは、超新星から放出された物質とヘリウムに富むCSMの相互作用によって引き起こされる衝撃によって爆発が引き起こされる可能性についても検討しました。
NTTとVLTによって取得されたスペクトルデータのおかげで、彼らはそのような物質が星の周りに存在することを知っていたため、モデルは観測された動作を再現できました。カラメメトグルが説明したように、彼らがこのモデルを他のモデルよりも好むのはこのためです:
「このシナリオで、OGLE-2014-SN-131が他のタイプイブンSNeと異なる理由は、その始原星の異常に巨大な性質によるものです。低金属銀河にある太陽の質量の40〜60倍の非常に重い星が、ヘリウムに富む大量の物質を放出し、最終的にSNとして爆発することにより、このSNを生み出したと考えられます。」
ユニークなイベントであることに加えて、この研究は天文学と超新星の研究にいくつかの劇的な影響を与えます。 OGLE-2014-SN-131の検出のおかげで、Type Ibn超新星フォームが現在どのように厳しい制約を持つかを説明しようとする将来のモデル。同時に、天文学者は現在、特に長い立上り時間を示す他の超新星を目撃するかどうか、またいつ見るかを検討するための既存のモデルを持っています。
将来を見据えて、これはまさにカラメメトグルと彼の同僚が望んでいることです。 「次の取り組みでは、立上り時間が長く、したがっておそらく非常に大規模な星によって作成される、希少性の低い他のタイプのSNを研究します」と彼は言った。 「OGLE-2014-SN-131を研究する際に開発した比較フレームワークを利用できるようになります。」
もう一度、宇宙は私たちに科学研究のより重要な側面の2つは適応性と継続的な発見への取り組みであることを教えてくれました。既存のモデルに準拠していない場合は、新しいモデルを開発してテストしてください!