宇宙飛行士たちは、二重爆発を起こしたIa型超新星の初めての証拠を発見した。これは、我々が宇宙でどこにいるのかを示すのに十分な明るい基準点が空に存在する理由を説明できるかもしれない。
ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（VLT）が、地球から16万光年離れた場所で白色矮星が臨界質量に達して爆発した超新星SNR 0509-67.5を観測したデータから、生成された元素から、何かが事前に星の爆発を引き起こした可能性があることがわかった。
このような超新星は非常に明るく、天文学では「標準光源」と呼ばれています。これらは定点として宇宙の膨張を測るために用いられますが、現在の理論が予測するよりもはるかに多く存在しており、新たなデータによってその理由が説明できるかもしれません。
「白色矮星の爆発は天文学において極めて重要な役割を果たしています」と、オーストラリア、キャンベラのニューサウスウェールズ大学で博士課程の学生であり、Nature Astronomy誌[PDF]に掲載されたSNR 0509-67.5に関する研究を主導したプリヤム・ダス氏は述べた。「しかし、その重要性にもかかわらず、その爆発を引き起こす正確なメカニズムは長年の謎であり、未だに解明されていません。」
Ia型爆発は、連星系において少なくとも片方が白色矮星で、矮星がもう片方から質量を吸収し、太陽の約1.4倍の質量まで成長する場合に発生すると考えられています。これは、ノーベル賞受賞物理学者スブラマニアン・チャンドラセカールにちなんで名付けられたチャンドラセカール限界であり、安定した白色矮星の最大質量を表しています。しかし、VLTの分光データは、元素衝突によって白色矮星がそれ以前に爆発した可能性を示唆する兆候を示しています。
白色矮星が宇宙で2番目に豊富な元素であるヘリウムを十分に集めると、恒星の周りに殻を形成して発火し、恒星を圧縮してチャンドラセカール限界に達する前に早期の爆発を引き起こす可能性があります。これが、私たちがこれほど多くの基準点を持っている理由を説明できるかもしれません。
宇宙の明るい点、SNR 0509-67.5。出典：ESO
「Ia型超新星が爆発する仕組みに関する古典的な『教科書的な』見解は、炭素と酸素からなる白色矮星に物質が集積されるというものだ」とルプレヒト・カール大学天文学センターのフリードリヒ・ロップケ教授はザ・レジスター紙に語った。
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白色矮星をチャンドラセカール質量まで成長させるのは非常に困難と思われます。これらの天体は非常に安定しているため、そのためには劇的な出来事が必要です。実現可能性が高いと考えられているシナリオの一つは、二重爆発です。これは、炭素と酸素からなる白色矮星を取り囲むヘリウム殻での爆発が、その星の実際の爆発を引き起こすというものです。
私たちの体を構成する元素は爆発した恒星で形成され、Ia型超新星は通常、大量の鉄を放出します。しかし、VLTが観測したのは、カルシウムや硫黄といったより複雑な元素の殻が膨張している様子であり、二重爆発説が正しいことを示唆しています。
「私たちは初めて、この（これまでは仮説に過ぎなかった）シナリオを直接的に観測的に裏付けることができました」とレプケ教授は説明した。
「空間的に離れた2つの連続したデトネーションによって生成された、重元素の2つの殻構造を観測しました。カルシウムはこれらの元素の一つであり、私たちの手法で良好に観測できます。したがって、カルシウムは二重デトネーション構造のトレーサーですが、デトネーションで生成される他の重元素にも同様の二重殻構造が見られることが予想されます。」®
