銀河全体で星が死につつあるのに、なぜ私たちはそれを見ないのでしょうか?

1054 年 7 月 4 日、おうし座の星が爆発しました。そこから 6,500 光年ほど離れた、数世紀後にニューメキシコとして知られることになる峡谷の住民がこれに気づきました。彼らは、張り出した崖の保護された面に、金星よりも輝いていたと思われる天空の花火を描きました。この「客星」に関する中国の詳細な記録によると、昼間は ​​3 週間以上、夜間は 2 年近くも見えていたようです。

天文学者の推定によると、過去 1000 年間に銀河系内で爆発した恒星は 50 個ほどで、およそ 20 年に 1 個の割合です。しかし、1054 の超新星は、研究者が歴史記録で確信を持って特定したわずか 5 つの恒星爆発のうちの 1 つであり、その最後の爆発は 400 年以上前に発生しました。では、超新星はどこにあるのか。天空の花火はどこにあるのか。

この矛盾に興味をそそられた天文学者のチームは最近、超新星を見つけるのがいかに難しいか、そして空のどこで最も見られる可能性が高いかを調査した。月曜日にarXivで公開された、まだ査読されていないプレプリントで、彼らは奇妙な結果を発表した。超新星の全体的な数は正しいが、それらはすべて間違った場所にあるのだ。

「ただただ驚きました」と、イリノイ大学の天文学者でこの研究の共著者であるブライアン・フィールズ氏は言う。「確信していた超新星はすべて、モデルが予測した場所を完全に避けたのです。」

学部生研究者のタナー・マーフィーとジェイコブ・ホーガンを含むこのグループは、他の研究者による研究から始めて、天の川銀河のどこで超新星が最も起こりやすいかを分析。彼らは銀河を、黄身を上にして重ねた目玉焼き2個のようなものとみなした。つまり、平らな円盤（端から見ると、空に星が流れ落ちる川のように見える）と、中央の丸い膨らみがある。超新星は、特に今にも爆発しそうな膨らんだ赤色巨星などの星が密集する中心部でより多く発生するはずである。こうした計算ではこれまで、数十年に1度、膨らみまたは円盤のどこかで恒星が死ぬことが示唆されていた。

しかし、すべての爆発が天体観測者の注目を集めるわけではない。前の世代の星から放出された塵によって銀河全体、特に中心部が霞んで見え、円盤の反対側にある超新星は地球から見るのが難しいかもしれない。そして、歴史の記録に残るためには、超新星は単に目に見えるだけでなく、フィールズ氏の言葉を借りれば、皇帝に報告しに行くほど目に見えるものでなければならない。研究チームは、おそらく5つの超新星のうち1つだけが、塵のもやを燃やして90日間輝くほど明るく輝くだろうと推定しており、これは、歴史の記録が示唆しているように、100年か200年に1度このような劇的な出来事が起こると予想されることを意味する。

最終的にできたのは、空のどこで最も明るい超新星が発生する可能性が高いかを示す地図だったが、複雑な地図ではなかった。この地図は、天文学者に知られている約 300 個の星の内部が飛び散った場所を大まかにトレースしたもので、銀河系円盤、特に天の川銀河の中心付近に集中している。

しかし、それは、歴史上の天文学者が円盤の上下で爆発した一時的な星を観測した場所ではない。注目すべきことに、1054年の超新星は、まさに反対方向、つまり銀河中心から離れた私たちの後ろに破片の雲を残した。「そこは私たちのモデルで最も不利な場所であり、最も有名な超新星がある場所です」とフィールズ氏は言う。「それは私にとって驚くべきことです。」

記録された事象はほんのわずかであるため、研究グループは確固とした統計的主張をすることはできない。しかし、歴史上の超新星の特異な位置が、彼らの仮定の 1 つ以上を覆​​すのではないかと彼らは考えている。たとえば、天の川銀河を 2 つの目玉焼きとして扱うのは、あまり洗練されたモデルではない。このモデルでは、星が渦巻き腕に集まっていることが考慮されていないが、研究グループはこれを将来の研究で考慮したいと考えている。

研究チームの結果は、歴史記録の空白も浮き彫りにしている。南米、アフリカ、オーストラリアの天体観測者たちは銀河円盤をより鮮明に観察し、恒星の爆発を最前列で観察していたにもかかわらず、すべての記録は北半球の文明からのものだった。おそらく、1054年の超新星爆発やその他の出来事を描いたインカの絵は、ペルーのアマゾンに埋もれているのだろう。

ルイジアナ州立大学の天文学者で、この研究には関わっていないブラッドリー・シェーファー氏は電子メールで、研究グループは良い仕事をし、これまでの研究結果と一致する信憑性のある天空図を作成したと述べた。しかし、5つの歴史的超新星の位置が奇妙であることは、その数が少なく、南半球での記録がほとんどないことを考えると、シェーファー氏はそれほど心配していない。

この歴史天文学への関心の多くは、古代の文化が星についてどう考えていたかを理解することにあるが、古いデータセットは新しい科学にもつながる可能性がある。多くの星の残骸の場所は、膨張する雲として今もくすぶっており、その起源の年や日さえも特定できれば、天文学者がその歴史を再構築するのに役立つとフィールズ氏は言う。

研究者たちはまた、未来に備えるために過去を熟考する。次の天の川銀河の超新星爆発が 1 年後であろうと 1 世紀後であろうと、天文学者は間違いなくそれを見逃すことはないだろう。ニュートリノ検出器は 1987 年に近隣の銀河の超新星を検知しており、もし同様のことが宇宙の裏庭で起こったら、検出器は「クリスマスツリーのように」光るだろうとフィールズ氏は言う。

今日の研究者は、近くの恒星が爆発しても気にしないかもしれないが、すぐに互いに知らせ合い、ニュートリノ、重力波、広範囲の光の波長の観測を調整して、かすかな爆発でさえ人類史上最もよく理解されている超新星に変えてしまうだろう。

そして、肉眼で見える可能性も十分にある。明るく長く続く超新星爆発は、数世紀に一度の出来事かもしれないが、天文学者やインターネットが、よりかすかな点へと私たちの目を導いてくれるだろう。フィールズ氏は、新しい研究の中で、どこを見ればよいかわかっていれば、すべての超新星の半分はかろうじて見えるかもしれないと推定している。そして、そのような超新星爆発の 1 つは、いつでも現れる可能性がある。

「銀河の超新星爆発が起きたら本当に驚異的だ」 彼は言う。「ただ待つだけで、突然何かがやってくるよ。」