■奇妙な超新星を観測、「これをずっと待っていました」と天体物理学者

　今から2億年以上前、地球上では恐竜たちが闊歩していた頃、1つの大質量星が断末魔の苦しみにもがいていた。最後の大爆発は非常に珍しいタイプのもので、昨年6月にその光がついに地球に到達すると、天文学者たちは頭を抱えた。

　今回、謎の閃光の起源が解き明かされたかもしれない。45人の天文学者からなる研究チームは、「Cow（カウ、牛の意）」というあだ名をもらった奇妙な超新星の観測データを検討し、この爆発は、死にゆく星がブラックホールを生み出す瞬間を初めてとらえたものかもしれないと主張している。

　チームリーダーである米ノースウェスタン大学の天体物理学者ラファエラ・マルグッティ氏は、「これをずっと待っていました」と言う。マルグッティ氏らは1月にシアトルで開催された米国天文学会の年次総会で研究成果を報告し、近く学術誌『Astrophysical Journal』に論文を発表する。

　複数の波長の光でとらえられたデータは、大質量星がつぶれて中性子星という高密度の死んだ星になった可能性も示唆している。Cowを調べているほかの研究チームは、その異常な挙動を別の方法で説明しようとしている。以下では、Cowについてどんなことが分かっていて、天文学者たちがなぜその説明に手こずっているのかを見ていこう。

■Cowはどこにある？　なぜ「カウ（牛）」の名に？
　CowはCGCG 137-068という銀河の外縁部で爆発した。CGCG 137-068は、地球から約2億光年の彼方にある小型の渦巻銀河だ。Cowというニックネームは、自動的に命名された正式名称「AT2018cow」に由来する。2018年6月16日に、ハワイのATLAS望遠鏡で観測を行っていた天文学者チームがこれを発見し、17日にほかの天文学者たちに注意を促して、多くの望遠鏡が一斉にこの爆発に向けられることになった。

■Cowのどこがそんなに珍しいの？
　Cowは初めて観測された超新星ではないが、これまでに検出されたものの中では最も地球から近いため、詳細に観測できた点で先例のないものだった。短時間で非常に明るくなった点でも珍しかった。X線で観測すると、ピーク時のCowは通常の超新星の数十倍も明るかった。一般的な超新星が数週間かかってピークの明るさになるのに対し、Cowはわずか数日でピークの明るさに達した。

Cowのエネルギー源もよくわからなかった。通常、超新星は内部にあるニッケル56という放射性同位元素を爆発の燃料にしている。Cowが放出した物質の量を天文学者が計算したところ、その量は驚くほど少なく、おそらく太陽の質量の10分の1程度という結果になった。普通、超新星は太陽の数十倍の物質を放出するので、この結果は非常に不思議だ。

　その上、放出された物質の中には水素とヘリウムという予想外の物質も含まれていた。超新星爆発を起こす星は、とっくの昔に核燃料となる水素とヘリウムを使い果たしているはずなのに。

続きはソースで

■2018年8月17日、ハワイのW・M・ケック天文台の分光器DEIMOS（デイモス）が撮影した超新星AT2018cowとCGCG 137-068銀河。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/01.jpg
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ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/

中性子星の連星を形成すると考えられる超新星爆発が、過去の観測データから見つかった。ヘリウム層の存在や明るさ、光度変化などが、理論的な予測とよく合致している。

【2018年10月17日 国立天文台】

2017年、連星を成す2つの中性子星の合体現象が、重力波と電磁波によって世界で初めて観測された。中性子星どうしの合体は、金や白金（プラチナ）といった元素を作り出す現象であり、今後同様の現象を観測することで元素合成に関する理解が大きく進むと期待されている。

中性子星は、大質量星が進化の最終段階で超新星爆発を起こした際に作られる超高密度の天体だ。そのような天体同士の連星が形成されるには、2つの大質量星それぞれが超新星爆発を起こす必要がある。しかし、まず重い方の星が先に爆発して中性子星が形成され、それに続いてもう一方の星が通常の超新星爆発を起こすと、連星系を作る物質が一気に失われて力学的に不安定となってしまうため、連星系が壊れ中性子星の連星が形成されない。

このように中性子星同士の連星が作られる条件はとても難しいと考えられており、その形成過程はこれまで明らかになっていなかった。

国立天文台理論研究部の守屋尭さんたちの研究チームは、中性子星の連星系の形成について次のようなシナリオを考えた。後から超新星爆発を起こす星の外層が、先の爆発で作られた中性子星の重力の影響でほとんど剥がれてしまう場合があり、その状態で超新星爆発を起こすと、爆発で放出される物質がきわめて少ないために力学的に不安定にならず、連星系が壊れることがないというものだ。

続きはソースで

■超新星iPTF14gqrの出現前（左）と出現後（右）の画像。破線の丸で囲まれた部分が超新星
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14154_iptf14gqr.jpg

■（左）シミュレーションで予測された超新星の光度曲線（青色の破線）と、実際に観測された超新星iPTF14gqrの光度曲線（白丸）。超新星爆発後3日程度までは爆発の衝撃波が冷えていくため急激に減光し。5～10日の間には超新星爆発で作られた放射性物質が崩壊する熱によって明るくなる（右）シミュレーションによって予測された外層が剥がれた超新星のスペクトル（白）と、観測された超新星iPTF14gqrのスペクトル（ピンク）。青は、連星が起こす一般的な超新星のスペクトル
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14155_comparison.jpg

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10234_iptf14gqr

Point
・10年前に銀河中心から謎のガンマ線放射を観測し、それが暗黒物質粒子の証拠であると期待されていた
・新たな解析で、この超過放射がミリ秒パルサーと呼ばれる高速回転する中性子星から放射されていると示される
・この結果により暗黒物質粒子発見の可能性の1つが潰える

天の川銀河の中心から発せられた、謎のガンマ線放射。ここ10年ほどこの放射は、研究者たちが追い求める「暗黒物質粒子」を起源としている可能性が考えられていました。しかし、アムステル大学とアヌシー・ル・ビュー理論物理学研究所の物理学者たちは、この放射の源が、「高速回転する中性子星」である可能性が高いとする証拠を発見しました。

The Fermi-LAT GeV excess as a tracer of stellar mass in the Galactic bulge
https://www.nature.com/articles/s41550-018-0531-z
謎に包まれたextended emissionと呼ばれる放射と不思議な拡散が、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡のガンマ線放射の観測によって明らかになりました。この放射が発見されたのは10年ほど前。素粒子物理学者たちは当時、とても熱狂しました。なぜなら、長らく求められていた、銀河内部の暗黒物質粒子の自壊から生まれる信号のすべての特徴を持っていたからです。

このような信号を見つけることで、他の物質への重力的な影響でしか観測されない暗黒物質が、新しい素粒子で出来ていることを確認できるようになります。

続きはソースで

https://i2.wp.com/nazology.net/wp-content/uploads/anotherblowf-1.jpg
https://i0.wp.com/nazology.net/wp-content/uploads/1-anotherblowf.jpg

https://nazology.net/archives/17320

10月17日 5時36分
宇宙のはるか遠くで極めて密度の高い星、「中性子星」が合体する現象を、重力波の観測によって初めてとらえたと欧米の国際研究チームが発表しました。
今回の現象は、重力波以外に、光やガンマ線などでも同時に観測され、今後、さまざまな観測方法を組み合わせることで宇宙で起きる現象の解明が進むことが期待されています。
これは、アメリカの首都ワシントンで現地時間の１６日午前、ことしのノーベル物理学賞の対象となった重力波の初観測に成功した、国際研究チームなどが記者会見を開いて発表しました。

それによりますと、ことし８月１７日、アメリカにある「ＬＩＧＯ（ライゴ）」とイタリアにある「ＶＩＲＧＯ（バーゴ）」の２つの巨大な重力波観測施設で同時に、地球から１億３０００万光年離れた場所から届いた重力波を観測しました。
波形から、半径が１０キロ程度で質量が太陽と同じ程度と、極めて密度が高い２つの「中性子星」が合体するときに発生した重力波とわかったということです。

これを受けて、世界各地と宇宙にある７０以上のさまざまな望遠鏡で重力波の発信源の方角から届く、光や赤外線などの観測を試みました。

その結果、観測データから、中性子星の合体によって金やプラチナといった鉄より重い元素ができたと推定され、研究チームは、これまで謎だった、重い元素の起源の解明につながるとしています。

また、重力波の観測とほぼ同時に、「ガンマ線バースト」と呼ばれる電磁波の一種のガンマ線が爆発的に放出される現象がＮＡＳＡ＝アメリカ航空宇宙局などの宇宙望遠鏡で観測されました。

これまで、中性子星が合体するときには、「ガンマ線バースト」が起きると考えられてきましたが、実際に確認されたのは今回が初めてで、研究チームは理論が裏付けられたとしています。

観測チームのメンバーは「重力波の観測と従来の観測手法を組み合わせることで宇宙で起きる最も激しい現象を観測できた」と述べ、今後、これまで捉えるのが困難だった、宇宙で起きるさまざまな現象の解明が進むことが期待されています。



http://www3.nhk.or.jp/news/html/20171017/k10011179911000.html?utm_int=news_contents_news-main_002