超新星爆発でコンパクト星が生じている直接証拠を初観測
太陽より重い恒星が寿命の最期に起こす「超新星爆発（II型超新星）」では、その後に高密度に潰れた中心核である「中性子星」や「ブラックホール」のような「コンパクト星」が残されることが良く知られています。しかしこれまで、超新星爆発とコンパクト星が関連していることを示す、直接的な観察証拠はありませんでした。 今日の宇宙画像 2つの国際研究チームは「SN 2022jli」という超新星爆発を観測したところ、ある独特な光度曲線（明るさの変化）を捉えることに成功しました。この光度曲線は、超新星爆発によって誕生したコンパクト星が膨張した伴星の大気を吸い込むことで発生しているものと考えられます。超新星爆発とコンパクト星が関連していることを示した初の観測記録です。
■「超新星爆発」の後に「コンパクト星」を残す直接証拠はこれまでなかった
太陽のような「恒星」は中心核で起こる核融合反応により自らエネルギーを生成すると共に、重力によって潰れるのを回避しています。しかし、いつかは核融合が停止してしまうため、重力で潰れてしまう「重力崩壊」という現象が発生します。 太陽の8倍よりも大きな質量を持つ恒星の場合、中心核は重力崩壊によって非常に高密度な塊となります。中心核の外側にある物質は遅れて落ちてくるため中心核へと衝突し、跳ね返ります。その後のプロセスの詳細は現在でもよく分かっていませんが、中心核が高密度となる過程で発生する素粒子が外側を覆う物質に吸収されることや、中心核で跳ね返った物質と落下してくる物質同士が衝突することで発生する膨大なエネルギーによって、中心核以外の物質が高速で外へと飛び出していきます。これが「超新星爆発」です。 この塊の状態で重力崩壊が停止すると「中性子星」となり、この状態でも重力に耐えられずに無限に重力崩壊するようになると「ブラックホール」となります。中性子星とブラックホールは、数百万kmの直径を持つ恒星と比べればどちらもずっと小さな数km～数十kmのサイズであるため、これらを総称して「コンパクト星」（※）と呼びます。 ※…本記事では触れていませんが、コンパクト星には直径が1万km程度の白色矮星も含まれます。これは太陽のような、超新星爆発を起こさない恒星の中心核に由来します。 超新星爆発に伴ってコンパクト星が生成されることは理論的に何度も検証され、強固に予測されています。また、過去の超新星爆発の跡でコンパクト星が見つかった例もいくつかあります。著名な例は、西暦1054年に観測された超新星爆発で生成された超新星残骸「かに星雲」の中心部に存在する中性子星「かにパルサー」です。 このように、超新星爆発とコンパクト星の関連性に関する証拠は集まっており、疑いようのない状況となっています。しかし、超新星爆発の直後にコンパクト星の存在を示す観測記録が得られるという、 “ほぼリアルタイム” な発見はこれまで実現していませんでした。本来ならば、コンパクト星は超新星爆発が起きた時のたった数秒間で生成されていると考えられていますが、超新星爆発の現場は膨大な物質と放射に包まれているため、中心部のコンパクト星からの放射は隠されてしまい、長期に渡って直接捉えることができないからです。 科学的に厳しい態度で望むならば、超新星爆発と同時にコンパクト星が生じているという考えは、現時点では状況証拠に基づくものであり、直接的な証拠がないと指摘することもできます。このため、超新星爆発の直後にコンパクト星を見つけるには、何か別の観測証拠が必要となります。
