新しいタイプの超新星を発見

　地球から1億6000万光年離れた宇宙空間で起きた超新星爆発が、従来の超新星の分類には理論上含まれない可能性があるとする研究が発表された。

　SN 2002bjと呼ばれるこの超新星は、2002年に爆発が確認されたもので、当初は通常のII型超新星に分類されていた。II型超新星爆発は、大質量星の高密度の鉄から成る中心核が崩壊することで起きると考えられている。

　しかし今年に入り、カリフォルニア大学バークレー校の天文学者ドヴィ・ポズナンスキ氏が、爆発時とその後に放射された光を詳しく調べたところ、II型ならば放出されるはずの物質が放出されていないことが明らかになった。

　超新星にはII型以外に、星の死骸である白色矮星2個によるIa型が知られている。しかし今回の爆発は、太陽の100億倍の明るさを放った後で減光し、20日後には視認不可能になっていたという点でIa型とは異なっている。「Ia型以外の爆発となると、通常はこの3倍は続き、完全に光が消滅するまで3～4ヵ月かかる」とポズナンスキ氏は言う。

　そこで同氏の研究チームは、SN 2002bjは「.Ia（ドットIa）型」超新星の第1号ではないかと考えている。「.Ia」という名前は、この型の爆発の明るさと持続時間が、いずれもIa型の数値の小数点以下程度しかないことに由来している。

　この新しいタイプの超新星の存在については、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学者であるラース・ビルドステン（Lars Bildsten）氏が、2年前にすでに指摘している。

　同氏によると、.Ia型の超新星が発生するには、異なる質量の白色矮星2個が、互いに相手の周りを回る軌道運動をしていることが条件となる。質量の大きい主星は炭素と酸素で、質量の小さい伴星は主にヘリウムでできている。

　主星の重力によって伴星から主星へとヘリウムが少しずつ引き寄せられていき、やがて主星の回りに蓄積して殻のように主星を包み込む。数千万年後、ヘリウムの“殻”が一定の質量を超えると、非常に明るい、しかし短い時間で終わる爆発が起きる。

　ここで爆発するのはヘリウムの“殻”だけで、2つの白色矮星は軌道をそのまま維持する。このため、爆発に至るサイクルを再び繰り返す可能性もある。

　今回、あらためてSN 2002bjの化学組成と減光期間を分析した結果、このシナリオをほぼ完全にたどっていることが明らかになった。

　この発見は、まだ発見されていない超新星に至るメカニズムがほかにもある可能性を裏付けるものだと、今回の論文の主著者であるポズナンスキ氏は述べている。「宇宙はとてつもなく広いので、理論上可能なことは、宇宙のどこかで起きている可能性が高いということだ」。

　今回の研究結果は「Science」誌2009年11月5日号で報告された。

Picture copyright Tony Piro