超新星とは？

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このチャンドラのX線写真は、天の川の中で最も若い超新星残骸であるカシオペアA（略して、Cas A）を示しています。

（画像：©NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage et al。）

目がくらむほど明るい星が夜空の片隅に突如現れました—ほんの数時間前には存在していませんでしたが、今ではビーコンのように燃えています。

その明るい星は実際には星ではありません、少なくとももうではありません。光の輝かしい点は、その寿命の終わりに達した星の爆発であり、超新星としても知られています。

超新星は銀河全体を一時的に超えて、太陽がその全寿命において持つよりも多くのエネルギーを放射することができます。それらはまた、宇宙の重元素の主要な供給源でもあります。 NASAによると、超新星は「宇宙で起こる最大の爆発」である。

超新星観測の歴史

望遠鏡が発明されるずっと前に、さまざまな文明が超新星を記録していました。 NASAによれば、記録された最も古い超新星はRCW 86で、中国の天文学者が西暦185年に見たものです。彼らの記録は、この「ゲストスター」が8か月空に留まったことを示しています。

百科事典ブリタニカによると、17世紀初頭（望遠鏡が利用可能になった）以前は、記録された超新星は7つしかありませんでした。

カニ星雲として今日私たちが知っているのは、これらの超新星の中で最も有名です。中国と韓国の天文学者が1054年にこの星の爆発を記録に記録し、南西部のネイティブアメリカンの人々もそれを目にした可能性があります（アリゾナとニューメキシコで見られた岩絵によると）。カニ星雲を形成した超新星は非常に明るく、天文学者は日中にそれを見ることができました。

望遠鏡が発明される前に観測された他の超新星は、393、1006、1181、1572（有名な天文学者ティコブラーエによって研究された）と1604で発生しました。「それは「新星」の名前をもたらした。ただし、新星は超新星とは異なります。百科事典ブリタニカによると、どちらも高温のガスが外に向かって吹き出されると突然突然爆発しますが、超新星の場合、爆発は激変であり、星の寿命の終わりを示します。

「超新星」という用語は、1930年代まで使用されませんでした。その最初の使用は、マウントウィルソン天文台のウォルターバーデとフリッツズウィッキーによるもので、Sアンドロメダ（SN 1885Aとも呼ばれます）と呼ばれる爆発的なイベントに関連して使用しました。アンドロメダ銀河にありました。彼らはまた、普通の星が中性子星に崩壊するときに超新星が発生することを示唆しました。

現代では、最も有名な超新星の1つは1987年のSN 1987Aでした。爆発後の最初の数十年で超新星がどのように進化するかを見ることができるため、天文学者によってまだ研究されています。

スターデス

平均して、超新星は天の川のサイズの銀河で約50年に1回発生します。別の言い方をすると、星は毎秒かそこらで宇宙のどこかで爆発します、そしてそれらのいくつかは地球からそれほど遠くないです。約1000万年前、超新星のクラスターが「ローカルバブル」を作り出しました。これは、太陽系を取り巻く星間媒質中に、300光年の長さのピーナッツ型のガスの泡です。

星がどのように死ぬかは、その質量に部分的に依存します。たとえば、私たちの太陽は、超新星として爆発するのに十分な質量を持っていません（ただし、地球のニュースはまだ良くありません。なぜなら、太陽が核燃料を使い果たすと、おそらく数十億年で、膨張するからです。徐々に冷やしてから白い矮星になる前に、私たちの世界を蒸発させる可能性が高い赤い巨人に。しかし、適切な量の質量があれば、星は激しい爆発で燃え尽きることがあります。

星は、次の2つの方法のいずれかで超新星になります。

タイプI超新星：星は、暴走する核反応が点火するまで、近くの隣人から物質を蓄積します。
タイプII超新星：星は核燃料を使い果たし、自身の重力の下で崩壊します。

タイプII超新星

まず、よりエキサイティングなタイプIIを見てみましょう。星がタイプIIの超新星として爆発するためには、太陽の数倍の大きさでなければなりません（推定値は8〜15個の太陽の質量から計算されます）。太陽のように、最終的には水素が不足し、その中心でヘリウム燃料が不足します。ただし、炭素を溶かすのに十分な質量と圧力があります。次に何が起こるかは次のとおりです。

徐々に重くなる要素が中央に集まり、玉ねぎのように層状になり、星の外側に向かって要素が軽くなります。
星のコアが特定の質量（チャンドラセカール限界）を超えると、星は内破し始めます（このため、これらの超新星はコア崩壊超新星とも呼ばれます）。
コアが熱くなり、密度が高くなります。
最終的に爆縮はコアから跳ね返り、恒星物質を宇宙に放出し、超新星を形成します。

残っているのは、中性子星と呼ばれる超高密度の物体で、小さな空間に太陽の質量を詰め込むことができる都市サイズの物体です。

タイプII超新星には、その光度曲線に基づいて分類されたサブカテゴリがあります。タイプII-Lの超新星の光は爆発の後に着実に減少し、タイプII-Pの光は減少する前にしばらく安定します。どちらのタイプも、スペクトルに水素の痕跡があります。

天文学者は、太陽よりもはるかに重い星（約20〜30の太陽質量）は、超新星として爆発しないかもしれないと考えています。代わりに、それらは崩壊してブラックホールを形成します。

タイプI超新星

タイプIの超新星は、光スペクトルに水素の特徴がありません。

Ia型超新星は、一般に、接近した連星系の白色矮星に由来すると考えられています。コンパニオンスターのガスが白色矮星に蓄積すると、白色矮星は次第に圧縮され、最終的に内部で暴走する核反応を引き起こし、最終的には激変的な超新星爆発につながります。

天文学者は、すべてのピークが等しい明るさで燃えると考えられているため、タイプIa超新星を「標準キャンドル」として宇宙距離を測定するために使用します。

タイプIbとIcの超新星も、タイプIIの超新星と同様にコア崩壊を起こしますが、外側の水素エンベロープのほとんどを失っています。 2014年、科学者たちは、Ib型超新星へのかすかな、見つけるのが難しい伴星を検出しました。コンパニオンスターが明るい超新星よりもはるかに暗く輝いていたため、検索には20年かかりました。

その行動によって捕まります

最近の研究では、超新星が巨大なスピーカーのように振動し、爆発する前にハムが聞こえることがわかっています。

2008年に、科学者は初めて爆発する行為で超新星を捕らえました。天文学者のアリシアソダーバーグは、コンピューターの画面をじっと見ていると、1か月前の超新星の小さな光るしみが見えると予想していました。しかし、彼女と彼女の同僚が代わりに見たのは、奇妙で非常に明るく、5分のX線バーストでした。

その観察により、彼らは爆発する行為で星を捕らえた最初の天文学者となりました。新しい超新星はSN 2008Dと呼ばれました。さらなる研究は、超新星がいくつかの異常な特性を持っていることを示しました。

「私たちの観察とモデリングは、これがかなり異常なイベントであることを示しており、通常の超新星とガンマ線バーストの境界にある物体の観点からよりよく理解されています。」パドヴァ天文台とマックス- Planck Institute for Astrophysicsは、2008年のインタビューでSpace.comに語った。

Space.comの寄稿者であるElizabeth HowellとNola Taylor Reddによる追加の報告

追加のリソース