どうも！宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は「現代人類が唯一間近で見れた超新星」というテーマで動画をお送りしていきます。

●超新星「SN 1987A」

今から約35年前の1987年の2月23日、私たちの住む天の川銀河から約16万光年離れた所にあるお隣の銀河大マゼラン雲にて、超新星爆発が発生しました。

超新星爆発は、大質量の恒星の一生が終わる瞬間に起こる、宇宙の中でも最大級のエネルギーを誇る大爆発現象です。

爆発を起こしたのは太陽の20倍程度の質量を持ち、高温で青く輝く青色超巨星でした。

この超新星爆発は、1987年で最初に観測されたSuperNovaということで、「SN 1987A」と命名されています。

SN 1987Aは1987年2月23日に初めて確認され、そこから徐々に増光して5月にピークを迎え、その後さらに数か月かけて徐々に減光していきました。

ピーク時の視等級は約3等級と、地球から肉眼でも十分に見える明るさとなったようです。

爆発を起こした元の恒星の明るさは約12等級だったので、最大で元の5000倍にまで増光したことになります。

太陽と比べると実に1億倍の明るさとのこと…

流石に超新星爆発なだけあり、桁違いなエネルギーです。

SN 1987Aは、最近地球に近い場所で発生した唯一の超新星爆発で、天の川銀河内ではないもののその隣の銀河で発生したことから、過去350年間で唯一肉眼で見えるほど明るく輝いています。

超新星爆発の発生の瞬間、日本のスーパーカミオカンデの前身であるカミオカンデを含む3か所の検出器がニュートリノを検出しました。

これは超新星爆発からニュートリノを検出した初の事例で、これを讃えて2002年にはカミオカンデを利用した研究チームがノーベル賞を受賞しています。

各地で検出されたニュートリノの個数から、超新星爆発によって放たれたニュートリノの個数は10^58個、総エネルギーは10^46Jにも及ぶと計算されました。

このことから、爆発によって太陽がこれまで46億年間で放出した総エネルギーの1000倍のエネルギーがわずか10秒間で放出されたことが示されました。

●美しい構造

超新星SN 1987Aの周囲には、美しいリング状が重なったような構造が見られることが知られています。

地球からでは一見平面的な構造のように思えますが、実際はこのガスはこのような複雑な砂時計のような形をしていると考えられています。

●SN 1987Aのタイムラプス

超新星SN 1987Aは、観測技術が進歩した現代において天の川銀河の付近で発生した超新星なので、発生した比較的初期から映像が残っており、それらを組み合わせることでこの周囲のガスの変化を確認できます。

貴重な映像です。

超新星爆発によって吹き飛ばされた外層は周囲に拡散していき、「超新星残骸」と呼ばれる星雲を形成します。

ですが実はSN 1987Aの超新星残骸はこのリングの内部にあるもやもやした構造です。

では周囲のリングは何かというと、超新星爆発が起こる一因となった恒星同士の衝突によって、爆発より前の別のタイミングで放たれた恒星のガスとなっています。

爆発より前に放たれたガスに、より高速で移動する超新星残骸のガスが追い付きぶつかり合うために、このように爆発から年数が経った後に逆に周囲のリングが明るく輝いていると考えられています。

●超新星で残った中性子星を発見か

超新星SN 1987Aを起こした星の核は、自身の強大な重力で圧縮され、中性子星が残っていると考えられています。

ですが宇宙スケールでは爆発後間もないこともあり、現在も高密度の塵やガスで隠され、中性子星の姿は未発見です。

そんな中2020年7月、SN 1987Aの爆心地付近に中性子星が存在している痕跡を捉えることに成功したと発表がありました。

国立天文台が保有する、南米チリにあるアルマ望遠鏡の超高解像度観測により、SN 1987Aの残骸内部に周囲よりも高温な塵の集まりが発見されました。

超新星爆発が起きてから間もない中性子星は、表面温度が500万度にもなるそうです。

画像で示された範囲の高温領域が広がっていることは、中性子星の表面温度に関する理論的な予測と矛盾していないそうです。

また高温領域は、超新星に関する構造全体の中心部よりやや左に寄っています。

実はこの中性子星は超新星時に秒速数百kmという速度で中心部からはじき出されたと予測されており、これも観測結果が予測に矛盾しません。

以上のように理論的に予測されている中性子星の温度と位置が観測結果と合致していることから、この高温領域は中性子星の存在を間接的に示すものとなっています。

ただし周囲を覆うガスや塵が晴れ、中性子星の姿を直接観測できるようになるまでには、あと数十年はかかると考えられています。

ということで今回は、現代の人類が間近で観測した唯一の超新星「SN 1987A」についてまとめました。