彼らは初めて完全な極超新星をほぼその始まりから観察した

私たちは超新星を知っています。私たちはそれらについて聞いており、それが輝き続けるための燃料が尽きた後の星の最後の爆発であることを知っています。しかし、極超新星について毎日聞くわけではありませんが、その名前からそれがどのようなものであるかについてのアイデアを得ることができます。

ネイチャーは今週水曜日、アンダルシア天体物理学研究所（IAA）が実施した、極超新星過程のほぼ全体が観測された新しい研究を発表した。実際、研究者らは、IAAが発表したプレスリリースで指摘しているように、これは「これまでで最も早い検出」であり、「極超新星とガンマ線バーストを結びつける物語を完成させるための糸口を提供する」と指摘している。 CSIC。

しかし、研究について話す前に、極超新星とは何でしょうか?極超新星とガンマ線爆発の関係は何ですか?研究者たちはこのプロセスを観察して何を見たのでしょうか?

超新星とは何ですか?

極超新星とは何ですか?

極超新星の歴史は、この現象が初めて観測されたわずか 21 年前にまで遡ります。これは超新星の「よりエネルギーの高い」バージョンであり、「通常、通常の超新星よりも10倍強力な」爆発であると、研究を率いるアンダルシア天体物理学研究所（IAA-CSIC）の研究員ルカ・イッツォ氏は述べた。ニューロストリームに説明します。さらに、この最初の検出は、このバーストを別のガンマ線バーストと関連付けたため、研究者にとって非常に重要でした。

超新星が超新星と大きく異なるのは、爆発する星がはるかに質量が大きく、「爆発で放出された物質が通常の超新星よりも速い速度で移動する」ため、爆発によって放出されるエネルギーもより多くなるという点です。超新星は 2 つの異なるタイプに分類できます。「太陽の約 10 質量に相当する最も重い星を生成するものと、この質量よりも小さい星を生成するものです」と、ラモン研究者のジョナイ・ゴンサレス・ヘルナンデス氏は数か月前にHipertextualにコメントしました。とカナリア諸島天体物理学研究所のカハル氏。

しかし、極超新星はさらに重い星によって生成され、このバーストに加えて、極を介して 2 つのジェットまたはガンマ線バースト (GRB) も生成します。これはガンマ線バーストに続き、両方の現象の関連性を示す最初の証拠となった」とイッツォ氏は指摘する。

しかし、極超新星とガンマ線バーストの関係はどのように説明されるのでしょうか?これらの研究者らは、太陽質量が 25 倍を超える星が燃料を使い果たすと、核崩壊プロセスを経て自ら崩壊するというシナリオを提案しています。 「崩壊すると、核はブラック ホール、またはマグネター(またはマグネトスター) として知られる特定の中性子星を生成します。この種の星は非常に高い磁場を持ち、独自の回転軸の周りを驚くべき速度で回転することができます。」イッツォはこう説明します。核の崩壊後しばらくすると、「 2 つの極性物質ジェットが発生し、星の外層を横切り、表面に現れるとガンマ線バースト (GRB) を生成します。最後に超新星爆発が発生します。超新星よりも数十倍強い」とIAAは説明している。

極超新星と GRB の関係は明白のようです。 「ガンマ線は、星からほぼ瞬時に逃げることができる相対論的ジェットの衝撃から発生するため、最初に現れる発生源です」とイッツォ氏はニューロストリームに語った。しかし、同じことは逆方向では起こりません。関連するガンマ線バーストを持たないいくつかの極超新星が検出されています。 「この研究により、極超新星のこれら2つのサブタイプ間のミッシングリンクを、新しい構成要素の形で見つけることが可能になった。ジェットが星の中を伝播する際にジェットの周りに形成される一種の熱いエンベロープである」とイッツォ氏は声明で指摘している。プレスの。 「ジェットはそのエネルギーの重要な部分をエンベロープに伝達し、星の表面を横切ることができれば、我々がGRBと特定するガンマ線放出を生成するだろう」と彼は付け加えた。これらのジェットは非常に重要で、研究者らが近くでジェットを発見すると、すぐに「関連する極超新星の最初の証拠を検出する」観測プログラムを開始するだろうとイッツォ氏は語った。

ただし、星に必要なエネルギーがないためにジェットが出現しない場合があります。このシナリオでは極超新星は発生しますが、GRB は打ち上げられません。したがって、この新しい研究のおかげで、我々は2 つのタイプの超新星を区別することができます。1 つは 12 月に観測されたようなジェットを伴うもの、もう 1 つはチョークジェットを伴うもの、つまり星がジェットを生成するエネルギーを持たないものです。

ケプラー超新星爆発後、生存者の痕跡なし

GRB171205Aの研究

IAA-CSIC が研究している極超新星は、12 月 5 日に地球からわずか 5 億光年離れた銀河で検出されました。 GRB171205Aと名付けられました。これは珍しい現象であるため、彼らは極超新星を観測するためにできるだけ早くカナリアス大望遠鏡に連絡しました。「このタイプの現象は平均して 10 年に 1 回発生します。そこで、私たちはすぐにカナリアス大望遠鏡との集中的な観測キャンペーンを開始しました。出現する極超新星を最初の段階から観察する」とアンダルシア天体物理学研究所の研究者クリスティーナ・トーネ氏がプレスリリースで説明している。 (IAA-CSIC) が発見に参加しています。 「実際、これはこれまでで最も早い極超新星発見であり、星が崩壊してから1日も経っていない。」

アンダルシア天体物理学研究所の別の研究者であるアントニオ・デ・ウガルテ・ポスティゴ氏は、「ジェットの明るさが通常よりもはるかに弱かった」という事実のおかげで、彼らが実際に極超新星に直面していることを認識するのに時間はかかりませんでした（ IAA-CSIC) は、この研究に関与していることを声明で示しています。しかし、科学者たちはそれが特異な極超新星であることをまだ知らなかった。「非常に高い膨張速度と、同様の現象で記録されたものとは異なる化学物質存在量を示した」とウガルテ氏は言う。

これまでに記録されたものとは異なる速度や化合物といったこれらの特殊性は、事前に予測されていたため、研究者らは驚かなかった。ただし、これらの側面について理論化することと、それを見て、この現象がどのように進化するかを観察できることはまったく別のことです。

観測のおかげで、「化学組成と速度は、星の表面を進むエンベロープに囲まれたジェットの存在と一致する」ことがわかっています。極超新星の最初の数日間、エンベロープはジェットに随伴し、物質を星の内部から外側に引きずり出します。つまり、あたかもワーム (ジェット) が高速で表面に現れ、星の一部を持ち去ったかのようです。地球（封筒）。しかし、数日以内にこの成分は消滅した」ため、 「超新星は以前に観測されたものと同様の方法で進化した」とIAAは指摘している。

一方、エンベロープから放出されるエネルギー放射は「GRBよりも高かった。これは、ジェットがそのエネルギーの大部分をエンベロープ内に蓄積したことを意味している」。これはさらに、GRB のエネルギーがジェットと恒星物質およびエンベロープとの相互作用に依存していることを示しています。さらに、この発見はモデルを修正する必要性を強調しています。「核崩壊の標準的な超新星モデルはほぼ球状の爆発を引き起こしますが、そのようなエンベロープによって生成されるこのようなエネルギー放出の証拠は、ジェットが超新星において重要な役割を果たしているということを示唆しています」中心崩壊を伴うものであり、超新星爆発モデルにおけるジェットの役割を考慮する必要がある」とイッツォ (IAA-CSIC) は声明で結論づけている。