夜空はブリップとフラッシュで満たされ、絶え間なく変化する光の海です。これらの変化の一部は、航空機が頭上を飛んでいるなどの地球に関連した出来事によるものですが、一部は宇宙の遠いソースからのものです。天文学者は、定期的に空を観察し、現れる違いを探すことによって、天文過渡現象として知られるこれらのつかの間の現象を探します。
研究者たちは最近、AT2020mrf として知られる超新星を発見しました。彼らは、昨年 12 月にプレプリント サーバー arXiv.org に投稿され、Astrophysical Journal に提出された論文で発見について説明しました。 彼らはまた、1月に開催された2022年アメリカ天文学会の仮想記者会見でも発表しました。この超新星は、これまでに見られた中で最も明るくエネルギーに満ちた恒星の死の 1 つであり、巨大な恒星がどのようにして宇宙で最も奇妙な天体 (ブラック ホールや中性子星) を生み出すかを垣間見ることができるかもしれません。
最大のスターは壮観な方法で死にます。それらは、超新星の 1 億 (つまり、後ろに 30 個のゼロがある 1) の原子爆弾のエネルギーで爆発し、非常に明るく輝き、夜空に肉眼で見えることさえあります。 AT2020mrf は、典型的な超新星よりも X 線で 10,000 倍明るかった。それは、近年観測された他のいくつかの超明るいイベントに続きました。天文学者は、それらのタイプの最初のものであるAT2018cowが発見された後、それらを「牛のような」超新星または「牛」と呼んでいます。従来の超新星とは異なり、牛は高エネルギーの X 線や電波放射で明るく輝いています (ほとんどの超新星は輝きます 可視光で最も明るい）。しかし、AT2020mrf は群れの中で最も明るい牛で、元の牛の 20 倍も明るかったです。
カリフォルニア工科大学の天文学者 Yuhan Yao と Shri Kulkarni、およびカリフォルニア大学バークレー校の Anna Ho と Daniel Perley 英国のリバプール ジョン ムーア大学の教授が、この爆発を 6 月に初めて発見しました カリフォルニア州パロマー天文台の自動望遠鏡、ツヴィッキー トランジエント ファシリティ (ZTF) からの可視光画像による 2020 年。彼らが最初に見た輝点は目立たないように見え、天文学者はほぼ 1 年後までこの出来事を無視していました。
2021 年 4 月、Yao のグループと協力しているロシアの科学者は、スペクトル レントゲン ガンマ (SRG) X 線天文台からのデータを確認しているときに、同じイベントに気付きました。 2020 年 7 月の画像には、ZTF データの明るいスポットと同じ場所に X 線が写っていました。このニュースを聞いた矢尾の心は、牛のような不思議な出来事に真っ先に飛びついた。 1 年が経過しましたが、AT2020mrf からの最初の爆発は非常に明るく、ヤオはチャンドラ X 線天文台でまだ見ることができるのではないかと疑っていました。彼女の計算は正しく、AT2020mrf の爆発から 1 年後に元の牛よりも 200 倍も明るく輝いていることを観測が明確に示していました。
「SRG がこの情報源を見たときは、本当にやりがいがありました。最初に [牛のような事象] が X 線で発見されるのではないかと考えていたからです」と Yao 氏は言います。 「X線で実際に発見されたのはこれが初めてです。」
天文学者は、これらの超新星が特別な理由をまだ解明していません。現在の理論では、牛は非常に活発な「中央エンジン」を持っているというものです。これは、物質をむさぼり食うブラックホールや急速に回転する中性子星など、星の核によって取り残された何かであり、超新星にエネルギーを供給します。また、ほとんどの爆発する星よりもこの中央領域を覆う物質が少なく、興味深い中心部のビューを提供します.
牛のような現象を起こす星は、死に近づくにつれて物質を吐き出すように見え、周囲の環境をより密にし、星自体を少し小さくします。それらが爆発すると、星のコアのすぐ近くの領域のガスが少なくなり、中央のエンジンからの X 線が逃げることができます。超新星が周囲の空間に送る衝撃波は、新たに密集した環境も加熱し、天文学者が観察する電波放出を引き起こします。 Yao は、おそらく AT2020mrf はほとんどの牛よりもさらに明るかったと考えています。なぜなら、AT2020mrf はさらに多くの質量を放ち、中央のエンジンが X 線で非常に明るく輝いていたからです。
「AT2020mrf は、[牛のような天体] の種類が増えていることを確認することと、これらの神秘的な星の爆発の多様性について教えてくれることの両方において、実にエキサイティングなイベントです」と、コロンビア大学の天体物理学者であり、計算天体物理学センター。
AT2020mrf は、以前に知られている牛のようなイベントが 4 つしかないため、このグループを爆発の新しいカテゴリとしてより確実に確立しています。最近の爆発はまた、そのクラスメートから際立っており、恒星の死の魅力的な多様性を示しています。科学者たちは大質量の星がどのように死ぬかの大まかな流れを理解していますが、詳細はまだ曖昧です。これは、シリコン燃焼段階など、星の寿命の特定の段階に特に当てはまります。これは、大きな星がシリコンを融合して鉄を生成するときに完了する最後の核融合段階です。この期間は、恒星の 100 万年から 10 億年の寿命のうち、約 18 日間しか続きません。牛は、観測が困難な時間枠への窓を提供し、超新星内でブラック ホールや中性子星がどのように生まれるかについての理解を深める可能性があります。
AT2020mrf と他の牛も、科学者にとって単純にわくわくします。 「あるソースが他のすべてのソースとどのように異なるかを見るときの興奮が好きです」とヤオは言います。 「ご存知のように、おそらく一生に一度、これらのイベントの 1 つを見つけて、行動を起こす必要があります。オブジェクトのストーリーを伝えるには、すべてを把握する必要があります。」今後の天体調査の強力な機関であるヴェラ C. ルービン天文台やその他の望遠鏡による将来の観測により、天文学者が作業するためのさらに多くの情報が得られることが期待されます。
