アマチュア天文学者が地球に驚くほど近い新たな超新星を発見

数百万年前、地球の北アメリカ大陸と南アメリカ大陸が陸地で結ばれる前、地球から約2100万光年離れた場所で、老いて肥大化した恒星が劇的な形でその命を落とし、破滅的な超新星爆発を起こして死に絶えた。

5月19日金曜日、その大爆発からの光がついに日本のアマチュア天文家、板垣耕一氏の望遠鏡に届き、同氏は天文学界全体に警告を発した。この超新星は正式にSN2023ixfと命名された。

「2000万年前に爆発した星から出た光子は、宇宙を長い旅路を経て、今、私たちの海岸に流れ着いたのです」と、ソーシャルメディアで超新星爆発のニュースを積極的に発信してきたハーバード大学およびスミソニアン研究所天体物理学センターの天体物理学者グラント・トランブレイ氏は言う。「今、このものがついに爆発するのを私たちは見ていますが、この星は2000万年前に死んでいたのです。」

NASA によると、SN2023ixf は、5 年間で地球に最も近い場所で発生した同種の超新星であり、過去 10 年間で 2 番目に地球に近い場所に存在する。そのため、SN2023ixf は天文学者にとって、星の燃える死を研究する貴重な機会となる。この超新星は肉眼では見えないほど暗いが、トレムブレイ氏によると、趣味で使うような小型の望遠鏡なら見えるはずだという。

超新星は急速に暗くなるため、天体観測者は複数の波長で観測する機会を逃さないようにする必要がある。「地域の天文学者から数十億ドル規模の大型宇宙望遠鏡まで、世界中のコミュニティが結集しました」とトレンブレイ氏は言う。

超新星SN2023ixfを見つける方法

SN2023ixfは、夜空でおおぐま座の近くにあるM101（別名風車銀河）で爆発しました。M101は、地球から見ると正面にある明るい渦巻き銀河で、天体のメシエカタログのメンバーであるため、家庭で天文を楽しむ人にとっては一般的な観測対象となっています。Sky and Telescopeによると、この超新星は明るい光点として見えるため、4.5インチの望遠鏡で十分に観測できるはずです。まずおおぐま座の尾の曲がったところにある星、ミザールを見つけ、そこから伸びる5つの星をたどっていくと、M101を見つけることができます。より正確には、望遠鏡を赤経14:03:38.580、赤緯+54:18:42.10に向けます。

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また、高品質のアマチュア望遠鏡の世界的ネットワークであるバーチャル・テレスコープ・プロジェクトは、5月26日午後6時30分（東部標準時）から超新星の観測をライブ配信する予定だ。

「M101は、愛好家から[スローン・デジタル・スカイ・サーベイ]のような全天観測所まで、世界中で毎晩人間によって撮影されているので、この物体が最終的に発見されるのは必然でした。しかし、私は板垣がまた別の超新星を発見したことをとても嬉しく思います」とトレンブレイ氏は言う。板垣氏はプロの科学者ではないが、超新星観測に基づく10本以上の科学論文の共著者である。トレンブレイ氏によると、板垣氏は超新星を見つける「伝説的な」能力を持っており、こうした「サノスやインフィニティ・ストーンのような発見」を集めているという。板垣氏の発見には、宇宙でまったく新しいタイプの超新星であることが判明した2018年の超新星SN 2018zdも含まれている。

イタグキ氏は5月19日にSN2023ixfの明るいバーストを捉え、国際天文学連合の一時ネームサーバーウェブサイトにその発見を投稿した。そこからプロの天文学者たちがその呼びかけに応じ、数日以内に研究者たちはハッブル宇宙望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、チャンドラX線天文台などの主要な地上望遠鏡と宇宙望遠鏡を超新星に向け始めた。

これらすべての望遠鏡はSN2023ixfの光曲線を測定することになる。「これは、X線から可視光線、赤外線までのスペクトルにおける、このターゲットの複数の波長での明るさの増減を意味します」とトレンブレイ氏は言う。

爆発した太陽から学ぶ教訓

これらの観測は、科学者がSN2023ixfを爆発させた星の特徴を明らかにし、それがどのような超新星であるかをより正確に定義するのに役立つだろう。天文学者はすでに、SN2023ixfがタイプII、つまり「中心核崩壊型」超新星であると断言している。これは、巨大な星が核燃料を使い果たしたときに発生する。中心核の核融合反応は、もはや星自身の重力に逆らって外側に押し出すことができない。星の中心核は内側に崩壊し、1秒も経たないうちに外側に爆発する。

「この衝撃波は外側に伝播し、周囲のガスを巻き上げて、さまざまな波長で光らせることができます」とトレンブレイ氏は言う。その残光が時間とともにどのように変化するかを研究することで、科学者は晩年の恒星の質量と構成について知ることができるだろう。

そして、星の構成は地球上の生命と、そしてもし存在するならば宇宙のどこか他の場所の生命とも関係している。星は、そのライフサイクルを通じて化学的複雑さを増していく。ビッグバン後に原始水素から形成され、最初にヘリウムに融合し、次に鉄に至るまでより重い元素に変化した。それらの星が超新星爆発で死ぬと、強烈な熱と圧力によって鉄より重い既知の元素がすべて形成され、宇宙全体に撒き散らされ、岩石惑星や生命そのものの原料となる。「宇宙の生命の物語は、多くの点で、複雑さの増大の物語に要約できます」とトレンブレイは言う。

SN2023ixf の爆発は、文字通り人類誕生の過程に光を当てている。この超新星は急速に消えていくが、今後何年も研究対象であり続けるだろうとトレンブレイ氏は言う。一方で、この超新星をめぐる世界的な興奮は、「世界中の人々が宇宙への驚異をとても自然に共有しているという事実の美しい例です。遠く離れた銀河で爆発する星は、人々の心を明るく照らします」と同氏は言う。