8.Supernova(超新星爆発)

 

銀河系中の星で起こる大爆発で、数週間から数ヶ月継続して肉眼でも観察できる。歴史的には肉眼でみえる超新星爆発は1006,1054,1181,1408,1572、1604,1987年に観察された。

 

超新星爆発には何種類かあって、その分類の仕方にもいくつかあるが、まずは二種類、つまりIa型とII型を考えるのがわかりやすく、ほとんどが理解できる。

 

Ia型爆発はwhite dowarf (白色矮星)と呼ばれれ質量が太陽の1.4倍以下で炭素と酸素の多い恒星で起こる。この星が他の星やガスを取り込み、質量が増し1.4倍以上に達すると、電子縮退圧力に達し、炭素の核融合が開始され、熱エネルギーを発生し、爆発をおこし、星全体が木っ端微塵に宇宙に吹き飛ばされて、跡に何も残さない。

 

II型爆発は質量が太陽の8倍以上で50倍以下のred giantと呼ばれる老恒星で起こる。恒星が若いときは、熱と光を発生する核融合の材料はHが主だが、その生成物であるHeがまた核融合を起こし、長い期間にわたり次次に原子量の大きな原子をつくってゆく。その終着点はFeであり、Feは核融合をせず、核融合連鎖のかすである。老恒星にはそのFeが中心部にたまってくる。そしてFeがたまってくると、中心部では核融合が衰え、熱発生の弱くなった内部の熱による圧力はさがり、やがて重力にたえられなくなる。そうすると、質量が太陽の20倍以下の場合、恒星の内部は、原子を押しつぶし、直径が30kmくらいの球になってしまう。ところが、太陽の何倍もあった大きさの物質が、ほぼ中心に落ち込むから、そのときのポテンシャルエネルギーが莫大で、ニュートリノ、x線、可視光線の形で外部に放出される。これがII型の爆発である。

 

このとき、質量が太陽の8倍以上で20倍以下の場合は、原子の電子と陽子は結びついて中性子にし、全体は中性子だけのかたまりとなる。これを中性子星という。質量が太陽の20倍以上の場合は、中性子星にはならないでブラックホールになってしまう。

 

したがってII型爆発の後には中性子星あるいはブラックホールがのこされる。

 

もとの恒星が太陽の50倍くらい以上の重さのときは、爆発は起こさないで(ニュートリノ、x線、可視光線の放出なしで)直接ブラックホールになってしまう。

 

中性子星の詳細は次回。

 

 

参考文献