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2025-12-19 21:00:00
天文学者らは、2025年8月18日に検出された重力波信号の形で、「スーパーキロノバ」と呼ばれる爆発性宇宙現象の最初の例を発見した可能性がある。
キロノバは、2 つの中性子星 (大質量星が死んだときに残された星の残骸) が衝突するときに発生する爆発を表し、宝石箱の中の金や銀など、鉄より重い元素を鍛造するのに十分なほど激しい環境を既知の宇宙で唯一作り出します。
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スーパーキロノバの第一段階、大質量星が超新星爆発で死亡 (画像クレジット: クレジット: Caltech/K. Miller and R. Hurt (IPAC))
これまでのところ、天文学者が明確に検出したのは、2017 年にレーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) とその欧州パートナーである Virgo は、GW170817 として知られる重力波信号を検出しました。この出来事はその後、「伝統的な天文学」の道具である多数の宇宙望遠鏡や地上望遠鏡によって電磁放射で観測されました。
したがって、LIGOとVirgoがAT2025ulzと指定された信号を「聞いた」とき、科学者たちはすでに興奮していました。 中性子星の合体。しかし、状況はすぐにさらに複雑になるように見えました。この検出後、カリフォルニア州パロマー天文台の測量カメラであるツヴィッキー一時施設（ZTF）が、13億光年離れた急速に減光しつつある赤い天体を初めて発見し、世界中の天文学者に警報が送られた。それは重力波の発生源とほぼ同じ場所です。
「最初、約3日間、噴火は2017年の最初のキロノバとまったく同じように見えた」と研究主著者でカリフォルニア工科大学の天文学教授マンシ・カスリワル氏は述べた。 と声明で述べた。 「誰もがそれを熱心に観察し、分析しようとしていましたが、その後、それはより超新星のように見え始め、一部の天文学者は興味を失いました。私たちはそうではありませんでした。」
カスリワルと同僚は、この出来事が天文学者の視界を覆い隠している超新星爆発から生じるキロノバであると気づき始めた。そうなると、AT2025ulzは、長い間仮説が立てられてきたが、これまで検出されたことのなかった強力な宇宙事象の一種であるスーパーキロノバの結果であることになる。
とても奇妙な信号
この現象による重力波の検出に続いて、ハワイのWMケック天文台やドイツのフラウンホーファー望遠鏡を含む他のいくつかの望遠鏡によるさらなる調査により、AT2025ulzに関連する光のバーストが急速に消え、赤い光の波長の輝きを残していることが明らかになった。
それは、関連する電磁信号とまったく同じパターンでした。 GW170817は2017年に続いた。この赤い輝きは、キロノバの周囲の金などの重い元素が短波長の青色光を遮断し、長波長の赤色光を通過させた結果である。ここまではキロノバ。
スーパーキロノバの第 2 段階、2 つの中性子星が螺旋を描きながら合体する (画像提供: Caltech/K. Miller および R. Hurt (IPAC))
しかし、爆発から数日後、AT2025ulzは明るくなり始め、水素放出の証拠が現れて青色に変わり始めました。これらは超新星の特徴であり、キロノバではありません。問題は、超新星は重力波を生成しますが、キロノバとは異なり、13 億光年離れた超新星は LIGO で検出できるほど強い重力波を生成できないはずです。
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何人かの天文学者は、AT2025ulz はありふれた超新星にすぎないと結論付ける準備ができていましたが (ありふれた爆発星などというものが存在するなら!)、カスリワルと研究チームは、これが実際に非常に特別な出来事であることを示す手がかりに気づきました。具体的には、重力波信号は、合体に関与した中性子星の 1 つが他の中性子星よりも質量が小さいことを示しました。 太陽。中性子星の質量は一般に太陽の 1.2 ～ 2 倍です。これは、1 つまたは 2 つの小さな中性子星が合体してキロノバを生成した可能性があることを研究チームに示唆しました。
すべての中性子星が同じように作られるわけではない
太陽の約10倍の質量を持つ星が核融合のための燃料を使い果たすと、その核は自らの重力で崩壊し、衝撃波が波紋を広げ、超新星爆発を引き起こして星の外層を吹き飛ばします。
その結果、直径約 12 マイル (20 キロメートル) の中に太陽の 1.2 ～ 2 倍の質量を持つ恒星の核ができ上がり、既知の宇宙で最も密度の高い物質が詰まっています。しかし、科学者たちは、太陽質量の 1.2 倍より小さい一部の中性子星が生成される可能性がある 2 つの方法を理論化しました。
大質量未満の中性子星生成の最初のシナリオは、高速で回転している星が超新星爆発を起こすと、太陽質量以下の中性子星が 2 つに分裂する可能性があり、これは核分裂と呼ばれるプロセスであることを示唆しています。 2 番目のシナリオでは、高速で回転する星が超新星爆発を起こしますが、その結果として生じる中性子星は物質の円盤に囲まれ、その後、次のような方法で集合して別の中性子星が形成されます。 幼児星の周りで惑星がどのように形成されるか。
スーパーキロノバの第 3 段階では、生成された重元素がキロノバとして見られる輝きを生み出します (画像クレジット: Caltech/K. Miller および R. Hurt (IPAC))
どちらの場合も、これらの中性子星は互いの周りを旋回しながら重力波を放出し、角運動量を系から運び去ります。これにより、中性子星が螺旋を描き、衝突、合体し、重元素が大量に生成されます。これにより、AT2025ulzを追いかける望遠鏡で赤い輝きが見えることになる。しかし、キロノバの視界は、超新星が双子の中性子星を作る際に放出した破片の殻の拡大によって最終的に見えなくなった。
「理論家が太陽系亜中性子星を誕生させるために思いついた唯一の方法は、非常に高速で回転する星の崩壊の際である」とチームメンバーであるコロンビア大学のブライアン・メッツガー氏は同じ声明で述べた。 「これらの『禁断の』星が重力波を放出して対合体した場合、そのような出来事は裸のキロノバとして見られるのではなく、超新星を伴う可能性がある。」
残念ながら、これがスーパーキロノバであることを確認するのに十分なデータは現時点ではありません。これを行う唯一の方法は、より多くの情報を収集することです。
「将来のキロ新星現象はGW170817のようには見えず、超新星と間違われる可能性がある」とカスリワル氏は語った。 「ZTF だけでなく、このようなデータにも新たな可能性を求めることができます。 ベラ・ルービン天文台、そして NASA のナンシー・ローマン宇宙望遠鏡、NASA の UVEX、カリフォルニア工科大学のディープ・シノプティック・アレイ-2000、カリフォルニア工科大学の南極凍結鏡などの今後のプロジェクト。スーパーキロノバを発見したかどうかは正確にはわかりませんが、それでもこの出来事は目を見張るものがあります。」
の チームの研究 は、12 月 15 日に The Astrophysical Journal Letters に掲載されました。
#天文学者は既知の最初のスーパーキロノバ二重星の爆発を発見した可能性がある