天文学者らは、共通の過去で結びついた2つの星が前例のない方法で生涯を終え、2回の超新星爆発で最高潮に達した可能性を研究している。
この仮説は、ジャーナル「Nature Communications」に最近発表された研究から生まれました。この研究は、これら 2 つの恒星の爆発の残骸が単一の連星系から生じたという証拠を示しています。
超新星とは何ですか?またそれはどのように起こるのでしょうか?
超新星は、大きさが太陽を超える大質量星の最後の爆発段階を表します。この現象は、星の核燃料がなくなり、星のサポートが失われ、重力崩壊が起こるときに発生します。このような爆縮は、一時的に銀河全体の明るさに匹敵するほどの明るい爆発を引き起こします。
この研究のために、科学者たちは、IC 443 として特定されるクラゲ星雲と、地球から約 6,000 光年離れた別の残骸 G189.6+3.3 が存在する領域に焦点を当てました。
研究の動機となった主な疑問は、空間内でのこれら 2 つの構造の見かけの近接が物理的な接続を示しているのか、それとも単なる視覚的な偶然なのかを判断することでした。
研究チームは、2008年に打ち上げられたNASAのフェルミ宇宙望遠鏡によって16年間にわたって収集されたデータを使用し、それをさまざまな光の波長で撮影した画像で補完して、分析を深めた。
この発見により、両方の超新星残骸が同じ空間領域を占め、地球から同等の距離にあることが明らかになりました。
「それは本当に刺激的な瞬間でした。当初、私たちはより明るいIC 443の近くに隠された微妙な構造の性質を理解しようとしていただけでした」とスタンフォード大学の研究者で研究の共著者であるミルティアディス・ミチャイリディスは最初の発見について語った。
この発見は、2つの始祖星が同時に誕生し、連星系（銀河や大規模な恒星系の進化を理解する上で基礎となる星形成の一種である、重力によって結合した星群）を形成したという理論を裏付けるものとして極めて重要である。
分析によれば、爆発は同時に起こったわけではない。 G189.6+3.3を生じさせた星は、IC 443星雲を形成した星より2万年から10万年前に爆発した可能性がある。
このような時間のずれは、恒星のペアでは珍しいことではありません。たとえ一緒に生まれたとしても、連星は異なる進化の経路をたどることがあり、一方は生涯の最終段階に達して爆発する一方、もう一方は同じ運命をたどるまで数万年存続することもあります。
このシナリオの実現可能性を検証するために、研究者らは100万の異なる連星系にわたるシミュレーションを実施した。
「証拠の蓄積により、最近確認された残骸は孤立した物体ではなく、むしろIC 443星雲と物理的に関連している可能性があるものであることに気づき始めました」と研究者のミカイリディス氏は付け加えた。
シミュレーションは、恒星のペアが数万年離れて 2 つの超新星を生成し、それぞれの痕跡を空間的に近接して残す可能性を実証しました。
強い兆候にもかかわらず、科学者たちは依然としてこのシステムを「候補」として考えており、最終確認を待っています。
証拠はしっかりしていますが、IC 443 と G189.6+3.3 が実際に連星起源を共有する 2 つの星の産物であることを決定的に確認するには、今後の観察が非常に重要です。
この研究はまた、星雲IC 443の強い明るさと近接性のために長期間不明瞭なままであったG189.6+3.3についてのより深い理解にも貢献した。
「この種の発見は、単一の壮大な観察の結果ではなく、いくつかの独立した証拠を明確にし、徐々に全体像を構築することによって得られることが多いため、特に価値のあるものです」とミハイリディス氏は強調した。
最新のデータでは、G189.6+3.3 が独特の構造を持ち、宇宙で周囲の物質と活発に相互作用していることが確認されました。
この関係が決定的に確立されれば、この発見は連星系に共存する大質量星の進化を理解する上で新たな展望を開く可能性がある。
天文学者らによると、このタイプの星系は、発生時期は異なるものの、同じ軌道で結ばれた2つの恒星の死に関する貴重な「歴史的記録」となるという。
「このシステムが確認されれば、大質量星の連星系の完全なライフサイクルを分析するための貴重な自然実験室が提供されることになる。ほとんどの超新星残骸には単一の星の爆発の結果しか含まれていないが、ここでは同じ系の両方の構成要素の結果を観察できるようになるだろう」とミハイリディス氏は結論づけた。
