Ia型超新星

爆発する白色矮星、それを何週間も輝かせるニッケル、そしてその明るさが加速する宇宙をどう測ったか

ステップごとに

Ia型超新星は、自らを引き裂く白色矮星、太陽に似た死んだ星の燠火です。この白色矮星は伴星からガスをもらっています。

白色矮星のなかには、近くに伴星をもつものがあります。ガスが伴星から白色矮星へ流れ、高温の円盤にたまるので、白色矮星はゆっくり質量を増やします。絵では、伴星の横で見えるように、白色矮星を実際の縮尺よりずっと大きく描いています。

限界に達する前に、中心は炭素が核融合を始めるほど高密度・高温になります。増えた質量がどこから来るのかは決着していません。伴星のガスか、別の白色矮星との合体か。2011年に爆発の数時間後に見つかったSN 2011feには、巨星の伴星の兆候はありませんでした(Li et al., 2011)。

白色矮星での核融合は、太陽のような星のように星をふくらませて冷やすことができないので、暴走します。炎がガスを温め、温まったガスはさらに速く燃えます。モデルでは、炎はゆっくり始まり、やがて超音速の爆轟になると考えられています。正確なところはまだ議論中です。

ニッケル56は放射性で、その崩壊と、続くコバルト56の崩壊が、濃い破片を温めて光らせるガンマ線を出します。それがなければ爆発はすぐに暗くなります。私たちのまわりの鉄の多く、血の中の鉄も含めて、こうした爆発でつくられたと考えられています。

本物のIa型超新星は少しずつ違います。明るいものほどゆっくり暗くなり、この関係を1993年にマーク・フィリップスが見つけ、天文学者はそれで補正します。この単純なモデルはガンマ線がすべて閉じ込められると仮定するので、約2か月後には本物よりゆっくり暗くなります。