SN 1987A

SN 1987A：記憶に残る超新星の観測

SN 1987A、すなわち1987年超新星Aとは、1987年に発見された超新星であり、大マゼラン雲の中に存在しています。この超新星は、1987年2月23日に初めて観測され、その年に観測された最初の超新星であったため、1987Aという名称が付けられました。

当時の地球からの距離は約16.4万光年で、初めて大マゼラン雲の写真に映り込んだ瞬間、その明るさと美しさで多くの天文学者の目を引きました。超新星発見の正式な報告は次の日の24日に行われました。SN 1987Aの爆発は、明るさが5月にピークを迎え、視等級で最大3等級に達します。その後は数ヶ月にわたってその光度は徐々に減少していきました。このような肉眼で観測可能な超新星は、1604年に観測されたSN 1604（ケプラーの超新星）以来、その快挙から383年ぶりの出来事となりました。

特にこの超新星の観測は、現代の天文学者にとって初めて間近で超新星を観察する貴重な機会となりました。日本では、ニュートリノ観測のために設立されたカミオカンデによって、超新星から放出されたニュートリノが捉えられました。この成果によって、東京大学の名誉教授である小柴昌俊は2002年にノーベル物理学賞を受賞しました。

SN 1987Aを引き起こした恒星は、サンデュリーク-69° 202という青色超巨星で、質量は太陽の約20倍とされています。爆発後に形成された超新星残骸は、三重リング構造を持つ星雲状の天体として観測されており、これは過去に放出されたガスに光が反射して見える現象と考えられています。さらに、2024年2月23日にはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって、超新星残骸の中心に中性子星が存在することが確認されました。

超新星から放出されたニュートリノについても非常に重要な観測結果が得られました。可視光が地球に届く約2〜3時間前、ニュートリノのバーストが3つの異なる場所から観測されたのです。このバーストは、恒星の中心核が崩壊する際に放出されるニュートリノに関連しています。可視光が放出されるのは、この崩壊の衝撃波が星の表面に到達した後に起こる、比較的遅いプロセスです。

1987年2月23日午前7時35分（UCT）には、日本のカミオカンデで11個、アメリカのIMBで8個、ロシアのBaksanで5個の反ニュートリノが観測されるなど、合計で24個がニュートリノバーストから検出されました。この観測は、超新星爆発からのニュートリノ放射を直接観測した初めての事例であり、ニュートリノ天文学の新たな幕開けとなりました。また、1987Aのニュートリノ放射は、崩壊時に99%のエネルギーを放出するという理論と一致していました。

全体として、観測データから得られたエネルギー量は、太陽が45億年かけて放出した全エネルギーの1000倍に相当するもので、わずか10秒で放出されることが推定されています。このようにSN 1987Aの観測は、天文学の研究において重要な意義を持つものであり、今後もさらに研究が進むことでしょう。

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