天文学者たちは、これまでで最大かつ最も明るい超新星爆発を発見し、2つの巨大な恒星が衝突して発生した可能性があると推測している。
「典型的な超新星では、放射線は総エネルギーの1％未満です」とバーミンガム大学物理天文学部のマット・ニコル博士は語った。
「しかし、SN2016apsでは、その放射線が通常サイズの超新星の爆発エネルギーの5倍であることがわかりました。これは、私たちがこれまでに観測した超新星から放出された光の中で最大のものです。」
この巨大な爆発は、通常の爆発の5倍のエネルギーと500倍の明るさを誇り、研究者たちはこの天体が「脈動対不安定性」型超新星である可能性を推測しています。このようなタイプの爆発は非常に珍しく、その存在は理論的には予測されていましたが、観測によって確認されたことはこれまでありませんでした。
「SN2016apsはいくつかの点で素晴らしいものです」と、月曜日にネイチャー・アストロノミー誌に掲載された論文の共著者であり、ハーバード大学天文学教授のエド・バーガー氏は述べた。「これまで観測されたどの超新星よりも明るいだけでなく、宇宙の他の星の爆発と比べて稀有な特性や特徴をいくつか備えています。」
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研究者たちは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡を用いて、SN2016apsの活動を2年間にわたり観測し、その輝きがピーク時の1%にまで弱まるまで観測した。その結果、この超新星の総質量は太陽の50～100倍と推定された。これは、通常観測される太陽の8～15倍の質量の爆発をはるかに上回る。
「この超新星の強烈なエネルギー放出は、信じられないほど巨大な星の祖先の存在を示唆しています」とバーガー氏は述べた。「誕生当時、この星は少なくとも太陽の100倍の質量を持っていました。」これほど大きな星は、大規模な脈動性対不安定性爆発を起こす。この爆発では、中心核が脈動し始め、周囲の外層にある物質を押し出し、その後崩壊する。
「爆発前の最後の数年間、恒星は激しく脈動しながら巨大なガスの殻を放出したことが判明しました」と、本研究の筆頭著者であり、バーミンガム大学の助教授であるマット・ニコル氏は述べています。「爆発の残骸がこの巨大な殻に衝突したことで、超新星爆発の信じられないほどの明るさが生まれました。これは、いわば火に油を注いだようなものです。」
SN2016apsは、2つの小さな恒星の合体によって形成された可能性があるという点でも奇妙です。研究者たちは、高濃度の水素を検出しました。これは、通常の超新星爆発では見られない現象で、通常は恒星風によってガスが吹き飛ばされるためです。
「SN2016apsが水素を保持していたことから、質量の小さい2つの星が合体したという仮説が生まれました。質量の小さい星は水素をより長く保持するからです」とバーガー氏は述べた。「合体によって生まれた新しい星は、水素を多く含み、質量も大きく、対不安定性を引き起こすほどでした。」
現在、研究チームは爆発の詳細なシミュレーションを構築することで、自分たちの考えを確かめようとしている。
「毎晩多くの超新星が発見されているが、そのほとんどは巨大な銀河の中にある」と、論文の共著者でノースウェスタン大学の博士研究員ピーター・ブランチャード氏は語った。
「この星は、まるで何もないところにあるように見えたため、すぐにさらなる観測の対象となりました。この星が生まれた銀河は、超新星爆発の光が消えるまで見ることができませんでした。」®
