天文学者たちは巨大な星が死を迎える全過程を観測している。

天文学者たちは巨大な星が死を迎える全過程を観測している。
[Financial Express]天文学者たちは、巨大な星の爆発的な最期を最初から最後まで観測するという稀有な機会を得て、このような激しい現象がこれまで知られていたよりも多様な形で起こり得るという新たな理解を得た。

ロイター通信によると、観測は3月に始まった。中国の宇宙望遠鏡「アインシュタイン・プローブ」が、崩壊する恒星の中心部での爆発によって引き起こされた強力な衝撃波が、運命づけられた恒星の表面を突き抜けた際に発生した瞬間的なX線フレアを検出したのがきっかけだった。

これは衝撃波爆発と呼ばれる現象です。すべての超新星爆発で発生すると考えられていますが、非常に短時間で終わるため、観測するのは極めて困難です。実際、今回の爆発は2008年以来初めて観測されたものです。

「リアルタイムで捉えるには、偶然の幸運が必要だ」と、ピッツバーグのカーネギーメロン大学の博士研究員であり、天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に掲載された超新星に関する2つの科学論文のうちの1つの筆頭著者である天文学者のブレンダン・オコナー氏は語った。

「衝撃波はレーダーのようなものだと考えてください。衝撃波が星の外層や周囲の物質を突き抜ける際に、X線で検出される信号に痕跡を残します。このX線を利用することで、崩壊寸前の星をかつてないほど間近に見ることができるのです」と、メリーランド大学のNASAアインシュタイン・フェローであり、もう一つの研究論文の筆頭著者でもある天文学者のジリアン・ラスティネジャド氏は語った。

研究者たちは、軌道上のチャンドラX線観測衛星や多数の地上観測施設を含む望遠鏡部隊を迅速に動員し、地球から見て超新星の位置が太陽の裏側を通過するまでの約3ヶ月間、観測を継続した。

その恒星は、地球から約5億光年離れた、比較的近い銀河に位置していた。光年とは、光が1年間に進む距離であり、5兆9000億マイル(9兆5000億キロメートル)に相当する。

超新星爆発を起こす前、その恒星は太陽の約30倍の質量を持っていたと推定されている。

「これは最も質量の大きい恒星の一つで、おそらくベテルギウスよりも大きいでしょう」とラスティネジャド氏は述べた。ベテルギウスとは、夜空で最も明るい恒星の一つで、地球から約500~600光年離れた天の川銀河に位置し、超新星爆発による死が近づいていると考えられている巨大な恒星である。

この爆発によってブラックホールが残されたと考えられている。ブラックホールとは、極めて密度が高く、重力が非常に強いため、光さえも脱出できない天体である。爆発前、この星はウォルフ・ライエ星と呼ばれる、希少で巨大な恒星であり、強力な恒星風によって外層の水素とヘリウムを放出していた。

この星の爆発は「広輝線型IC型」超新星に分類され、外層が剥ぎ取られた星が爆発を起こし、放出された物質が極めて高速で移動する現象である。この場合、その速度は光速の10パーセント強であった。

ガンマ線バーストなし

この超新星は、ガンマ線バーストと呼ばれる現象(最もエネルギーの高い光であるガンマ線放射の強烈な閃光)と関連付けられることが多い、強力な恒星爆発の多くの特徴を示していたが、今回の場合はガンマ線バーストの証拠はなかった。

「この分野における中心的な未解決問題の一つは、なぜ一部の巨大な恒星は崩壊する際に光速に近い速度で物質のジェットを噴出し、それが恒星から脱出してガンマ線バーストを引き起こすのに、見た目が似ている恒星はそうしないのか、ということだ」とオコナー氏は述べた。

「ジェット内の高速で移動する物質が、離散的な衝撃波となって互いに衝突し、ガンマ線バーストで観測されるガンマ線を生成するのです」とオコナー氏は述べた。

考えられる可能性の一つは、このジェットが恒星の表面、あるいは恒星の末期に恒星を取り囲んでいた高密度の物質によって「絞められた」、つまり宇宙空間へ噴出するのを阻まれたということである。

「チョークジェットの存在は数十年前から理論的に提唱されていましたが、決定的な証拠はまだ得られていません。成功するジェットとチョークジェットの違いは、ジェットが周囲の恒星物質を突き抜けるのに十分な速度、あるいは十分なパワーを持っているかどうかです」とオコナー氏は述べた。

これは、ガンマ線バーストや物質の噴出を伴わずに観測された、この種の超新星としては初めての事例であった。

「今回の発見は、最も質量の大きい恒星が、天文学者がこれまで考えていたよりも多様な方法で死を迎えることを示している」とラスティネジャド氏は述べた。

「これらの極めて極端な超新星は、天体物理学者にとって、地球上では再現できないような極限環境(高密度、高温、太陽の数倍の質量を持つ物質など)において物理法則がどのように振る舞うかを研究するための実験室です。それらを研究することで、私たちは宇宙の法則についてより深く理解することができるのです」とラスティネジャド氏は述べた。


Bangladesh News/Financial Express 20260808
https://today.thefinancialexpress.com.bd/last-page/astronomers-watch-the-whole-process-as-a-huge-star-dies-1786126509/?date=08-08-2026