読売ONLINE・宇宙 生命の素・「超新星爆発」から 和田、国立天文台

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生命の素、「超新星爆発」から
星の一生の最期を彩る大爆発
みのさん出演番組を見学しよう
数十年に一度あるかないかのことです。いや、本当にものすごくて世の人々が
騒然とするようなことは、それこそ数百年に一度、かもしれません。
今まで星の見えなかった空の一角に、まぶしいほどにきらきらと輝く星が突然、
現れることがあるのです。
歴史をさかのぼると、最も古い記録では西暦185年に、そんなことがありました。
ケンタウルス座にとても強く輝く星が出現したことが、中国の『後漢書』に書かれ
ています。西暦1054年にもありました。日本でも藤原定家の『明月記』に記されて
います。牡牛座に、金星ほどの明るさがある星が現れ、20日以上にもわたって昼
間でも肉眼で見えたそうです。
電気もなく、天気さえよければどこでも満天の星空が見える時代、突然現れた星
に当時の人々はさぞかし驚いたことでしょう。
この、ある日突然、出現した星は「超新星」と呼
ばれています。実際に星が新たに誕生したわけ
ではありません。太陽のように自分で燃えながら
光を放っている恒星は、その一生の最期に大爆
発を起こすことがあります。それまでは年老い
た、暗くてよく見えない星だったのに、爆発と同時
に、太陽の100億倍もの明るさの光を放つことが
あるのです。この爆発した星が超新星なのです。
爆発は、地球から遠く離れた宇宙のかなたで起
超新星爆発のイメージ 映像。(提供・
きたことですから、地球に届くころには、ずっと光 米航空宇宙局)
は弱くなっていますが、もともとが100億倍の明
るさですから、昼間も見えるものがあってもおかしくありません。
超新星を発見すること、それは"億"年にわたる長い恒星の一生のうちの一瞬
にも等しいきらめきに運よく出会えたことになります。
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超新星は出現して1年くらいで次第に暗くなっていきます。しかし、大爆発になる
と、爆発の輝きが消えた後もその残り火は何万年にもわたって光り続けます。
「超新星残骸」といわれます。西暦185年のものは「牡牛座の超新星残骸」、西暦
1054年のものは「かに星雲」と呼ばれており、今でも観測できます。
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肉眼で見えるようなものはまれですが、実は超
新星爆発は一つの銀河で数十年に1回くらいの
割合で起きています。
星の内部では、原子と原子がくっつき、巨大なエ 超新星残骸の写真。左 からRCW 86
(ケンタウルス座の超新星残骸)、ティ
ネルギーを放出する核融合が起きています。一
コの超新星残骸、ケプラーの超新星
残骸、かに星雲。 爆発時の状況によ
方で星は重力によって小さくつぶれようとしてい
り個性豊かな超新星残骸たちができ
ます。核融合のエネルギーは星がつぶれないよ る。(提供・米航空宇宙局)
うに支えているのですが、一旦バランスがくずれ
ると核融合のスピードが早くなりすぎたりして大爆発を起こします。この詳しい爆
発のメカニズムは現在も科学者たちによって研究が推められています。
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星の核融合には、新しい物を作る役割もあります。核融合によって最初は水素
と水素が結合してヘリウムという物質ができます。そのうち水素がなくなるとヘリ
ウム同士が結合するなど、核融合は続き、炭素や酸素、鉄といった様々な元素を
作りだすのです。こうしてできた元素は、超新星爆発の瞬間に、宇宙空間にばら
まかれます。そしてやがてどこかで再び星となり、惑星となり、生命の素(もと)と
なります。
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超新星残骸を調べると、爆発した星がばらまいた元素を見ることができ、物質
が古い星から新しい星へと受け継がれる様子をみることができます。
超新星残骸はレントゲン写真の撮影にも使われるX線を出しています。そのX
線をとらえるため2005年に打ち上げられたのが、日本のX線天文衛星「すざく」で
す。超新星残骸の観測に大いに貢献しています。
すざくには世界最高レベルの高感度のカメラが
搭載されているため、これまで見えにくかったより
暗い天体まで詳しく調べることが可能です。これま
でに「すざく」は超新星残骸が、マンガンやクロム
など現在、人類がレアメタルとして重宝している金
属の生成現場であることを、世界で初めて確認す
ることに成功しました。
すざくをのせたAstro -E2 ロケット打ち
上げの瞬間の写真。2005年に打ち上
げられたすざく衛星は日本の5番目の
X線天文衛星であり、日本の大学や研
究機関、NASAのゴダード宇宙飛行セ
ンターの研究協力体制のもと、JAXA
がその運用を行っている。(JAXA提
供)
レアメタルとは鉄やアルミニウムなどの金属とは
違い、その生産量や埋蔵量が限られている希少
金属のことを指します。半導体や電池、プラズマデ
ィスプレイなどにも使われ、日常には欠かせない
重要な物質です。
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マンガンやクロムは生成現場の温度や状況に非常に敏感なので爆発のメカニ
ズムを探る上でもっとも重要な元素です。これまでの観測機器では微弱すぎてよ
くわからなかったマンガンとクロムからのシグナルを「すざく」によって初めてとら
えることに成功しました。宇宙の進化の解明が一歩前進したと言えます。
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すざく衛星による超新星残骸の研究をしている日本学術振興会特別研究員の
馬場彩さんにお話を伺いました。
「超新星残骸の魅力の一つは、写真を見て頂いても分かるように、その美しさで
す。シャボン玉のようなもの、大きな眼のように見えるもの、いかにも大爆発、と
いったもの。このような個性の強い天体群から、その背景に潜む『超新星残骸共
通の法則』を発見し、『超新星残骸が、宇宙でどんな役割を担っているのか』とい
う根源的な質問に答えるのは大変難しくで、そこが醍醐味でもあります」
今後すざくによる詳細な調査によって超新星残骸はその全貌がさらに明らかに
されてくるでしょう。観測に携わる研究者は新しい観測結果をいち早く知る、すな
わち新しい発見と感動に誰よりも早く出会えることになります。うらやましい限りで
す。
(和田 智秀、山形大学 理工学研究科 博士研究員)
(協力・国立天文台 科学文化形成ユニット)
(2009年2月9日 読売新聞)
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