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初めてとらえられたショックブレイクアウト

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NASAの人工衛星「ケプラー」が3年がかりで取得したデータの分析を元にした研究で、超新星爆発の衝撃波が星の表面に到達する様子が可視光線観測で初めてとらえられた。現象の初期に見られるフラッシュのような光は「ショックブレイクアウト」と呼ばれている。

【2016年3月29日 NASA】

米・ノートルダム大学のPeter Garnavichさんたちの国際研究チームは、NASAの人工衛星「ケプラー」が500個の遠方銀河を3年間にわたって30分毎に観測して得た約50兆個の星のデータを分析した。その目的は、大質量星の爆発である超新星爆発のサインをとらえることだ。

赤色超巨星が燃料を使い果たして核融合反応が止まると、星が自らの重力に耐え切れなくなり中心核が崩壊して爆発する。II型に分類されるこのタイプの超新星爆発の際、中心核から星の表面に衝撃波が到達し、明るく輝く。この最初の輝きは「ショックブレイクアウト」と呼ばれている。

ショックブレイクアウトのイメージ動画（提供：NASA Ames, STScI/G. Bacon）

2011年、2つのII型超新星爆発がケプラーでとらえられた。1つ目の「KSN 2011a」は地球から7億光年の距離にある太陽の約300倍大きい星の爆発、2つ目の「KSN 2011d」は12億光年彼方にあり太陽の約500倍大きい星の爆発だ。

KSN 2011dでは、太陽の1.3億倍の明るさのショックブレイクアウトが観測され、その後も明るさを増しながら最終的には太陽の10億倍まで明るくなった。光度がピークに達するまでに14日を要したのに対し、ショックブレイクアウトの継続時間はたった20分しかなく、その短さからショックブレイクアウトをとらえるのがいかに難しいかがわかる。

超新星KSN 2011dの光度曲線
超新星KSN 2011dの光度曲線。横軸は時間、縦軸は太陽を基準とした明るさ。囲み部分がショックブレイクアウトを表している（提供：NASA Ames/W. Stenzel）

一方、元の星が小さいKSN 2011aではショックブレイクアウトは見られなかった。KSN 2011aはガスに覆われていて星の表面に到達した衝撃波が隠されたのではないかと考えられているが、真相はまだはっきりわかっていない。

研究チームではさらに多くのデータを調べ、もっと遠方の銀河における超新星爆発を探そうと作業を進めている。

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