【驚愕】寿命を迎えた巨大な星がこつ然と姿を消した!? 超新星爆発なしでブラックホール化した可能性も

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消失前の変光星がどう見えたかのイメージ。/Credit:ESO/L. Calçada
point
  • 遠方の矮小銀河で観測されていた青色変色星が消失していたことがわかった
  • 超新星を起こしていた場合、強烈な発光が観測されるはずだが、確認されていない
  • 塵に覆われるなど急激な減光が起きたか、超新星を伴わずにブラックホール化した可能性がある

天文学者は星の終わる瞬間を観測したいと考えています。

そのため天文学者は日夜、死にそうな星を見つけてピックアップし、熱心に観測を行っているのです。

そんな死にかけの巨大な星の1つが、遠方のキンマン矮小銀河にありました。

これは2001年から2011年にかけて研究されていましたが、晩年の様子をさらに詳細に調査するため、2019年に再度観測が行われました。

ところが、その星の存在を示すサインが消えていたのです。

キンマン矮小銀河は非常に遠方のため、詳細を見ることはできません。しかし、巨大な星が死んだ場合、通常は非常に明るい天体現象「超新星」を起こします。

これは明確に地球からも観測できる現象です。それが見えないということは、この巨大な星は、超新星を伴わずにブラックホール化した可能性があるのです。

しかし、そんな天体現象はこれまで確認されていないため、もしそれが事実なら驚くべき発見です。

こつ然と消えた星

キンマン矮小銀河を捉えたハッブル宇宙望遠鏡の画像。/Credit:
NASA, ESA/Hubble, J. Andrews (U. Arizona)

水瓶座の方角、約7500万光年の距離にキンマン矮小銀河はあります。

これは非常に遠いため、個々の星をきちんと見ることはできませんが、どのような星が存在するかという信号は捉えることができます。

以前の研究でこの矮小銀河には、太陽の約250万倍も明るい「高光度青色変光星(こうこうどせいしょくへんこうせい)」が存在するという証拠が一貫して示されていました。

高光度青色変光星の例。画像はりゅうこつ座AG星のハッブル宇宙望遠鏡画像。/Credit:Wikipedia

このタイプの星は非常に高温で明るく輝きますが、星としては燃料を燃やし尽くした状態であり、不安定でスペクトルや明るさは劇的に変化していきます。

とはいっても、それは観測できるレベルでの明るさの変化です。

だというのに、今回の研究チームが2019年にヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡VLTで観測を行ったところ、この星の反応は完全に消失していて痕跡すら残っていなかったのです。

チームは数カ月後、今度は欧州宇宙機関のVLTで再度観測を試しましたが、やはり星の痕跡はありませんでした。

この様な巨大な星が、超新星爆発を起こすこともなく消失してしまうというのは、かなり特殊な出来事です。

巨大な星に何が起きたのか?

2002年から2009年に行われていた研究では、キンマン矮小銀河の高光度青色変光星は、この期間に複数のバースト(爆発)を起こしていたことが記録されていました。

これは星の晩年に起きる可能性がある現象です。

このため、以前の研究ではこの星が2011年以降に終わりを迎える可能性が高いことが示されていました

こうした巨大な星が消失する場合、通常は超新星爆発を起こします。これは非常に明るいため、見落とされることはありません。

研究チームが考える可能性は2つです。

1つは、ベテルギウス減光の際にも唱えられた説で、塵に覆われて光が隠されているというもの。

晩年の星は巨大に膨れ上がるため、外層の引力が弱まり、ガスとして放出されます。このガスは宇宙空間で冷えて光を吸収する塵となって星を覆ってしまうことがあるのです。

この場合は、将来的に星は再び観測される可能性があります。

外層をガスとして吹き出す赤色巨星のイメージ。画像は赤色巨星U Cam。/Credit: ESA/NASA

もう1つの可能性は、超新星爆発を伴わずに星がブラックホール化したというものです。

巨大な星は、ばくだんいわのように派手に爆発して死ぬのが好きです。

超新星爆発を起こさずに、静かな最後を迎える巨大な星というのは、かなり稀な存在と言えるでしょう。

現状では、超新星なしで星が消失したのか、ただ見えなくなっているだけか決定することはできません。これは今後の観測から明らかになるでしょう。

しかし消える前の質量から考慮した場合、チームの推定では、この星がブラックホール化すればそれは太陽質量の85~120倍となる可能性があるといいます。

もし、本当にこの質量のブラックホールが超新星を伴わずに形成されたとすると、その原理は現在の理論で説明することができません。

私たちがまだ知らない、巨大な星の死に方がこの宇宙にはあるのかもしれません。

ブラックホールのイメージ。/Credit:en.wikipedia

この研究は、アイルランドのトリニティ・カレッジ(ダブリン大学)の研究者Andrew P Allan氏を筆頭とした、国際研究チームより発表され、論文は『王立天文学会月報』に6月30日付けで掲載されています。

The possible disappearance of a massive star in the low-metallicity galaxy PHL 293B
https://academic.oup.com/mnras/article/496/2/1902/5863970

ブラックホールからエネルギーを取り出せることが証明される!

reference: ESO,livescience/ written by KAIN
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