100億年前、太陽系が形成されるはるか昔、巨大な爆発が起こり、膨大な量の高エネルギー光が放出されました。ある星がまばゆいばかりの超新星爆発を起こし、その輝きは2016年に初めて観測され、その後まもなく消えてしまいました。もし当時見逃したとしても、心配はいりません。この爆発は再び観測できるのです。
この超新星爆発は、フランス、アメリカ、デンマークの研究チームによってハッブル宇宙望遠鏡で観測されました。ハッブル宇宙望遠鏡が観測した特定の宇宙領域の赤外線データを解析した結果、研究チームは2016年に観測された3つの光源が2019年までに消失していることを発見しました。結局のところ、これら3つの光源はすべて単一の爆発に由来するものの、ハッブル望遠鏡のレンズに到達するまでに異なる経路をたどっていたのです。興味深いことに、研究チームの計算によると、この爆発による新たな光点が、2、3年の誤差はあるものの、2037年に地球に到達すると予想されています。この研究は本日、Nature Astronomy誌に掲載されました。
MRG-M0138銀河に位置する超新星の再出現は、重力レンズ効果と呼ばれる原理によるものです。光子（光の粒子）が宇宙の何らかの源から放出されると、光子は宇宙空間のあらゆる方向に飛び出し、直線的に進みます。しかし、その途中で巨大な天体を通過すると、光子はその構造によって曲げられる可能性があります。
「深い谷に下り、また登り返さなければならない列車のようなものです」と、サウスカロライナ大学の天文学者で、最近の論文の筆頭著者であるスティーブン・ロドニー氏は、ギズモードへのメールで述べた。「谷に入る時と出る時に速度が落ちるため、約100億年の旅に約20年ほどの時間が加算されるのです。」
今回のケースでは、超新星（2016jka、別名レクイエム）によって生成された光は、MACS J0138と呼ばれる銀河団の周りで曲げられました。この巨大な構造の周りの経路は、いくつかが他の経路よりも長くなっています。そのため、太古の宇宙では瞬間的に噴出していた光が、地球に到達するタイミングが異なり、数年も離れているのです。
2016年の観測では、約100日間にわたって特定の宇宙領域に3つの光源が出現しました（「赤ちゃんの写真と、不安げな10代の若者の写真2枚のような（超新星の）ようでした」とロドニー氏は語りました）。これらの閃光は2019年までに消えましたが、研究チームは、この古代の爆発からの光が約16年後に再び現れると計算しました。
重力レンズ効果のこのような長距離測定は、天体物理学者がハッブル定数という難解な数値の解明に役立つ可能性があります。ハッブル定数は宇宙の膨張速度を表す数値で、複数の異なる方法で測定され、異なる値が得られます。科学者たちは、なぜ測定方法によって値が異なるのかを完全には解明していませんが、レクイエム超新星で見られるような重力レンズ効果の事例を測定することで、この問題に関するより多くのデータが得られます。
「宇宙の構造を理解することは、今後10年間、主要な地上観測所と国際宇宙機関にとって最優先事項となるでしょう」と、論文の共著者であり、コズミック・ドーン・センターの天体物理学者であるガブリエル・ブラマー氏は、コペンハーゲン大学のプレスリリースで述べています。「今後計画されている研究は、空の広い範囲をカバーし、SNレクイエムのような超新星に伴う数十、あるいは数百もの希少な重力レンズが発見されると期待されています。このような源からの遅延を正確に測定することで、宇宙の膨張に関する独自の信頼性の高い決定が可能になり、暗黒物質や暗黒エネルギーの性質の解明にも役立つ可能性があります。」
間もなく打ち上げられるローマン宇宙望遠鏡は、まさにこの目的のために打ち上げられます。白色矮星の爆発によって発生する超新星の距離と動きを測定することでダークエネルギーを調査することです。最近の研究チームは、レクイエムが白色矮星ではないかと考えています。ローマン宇宙望遠鏡は、これらの超新星の明るさを利用してハッブル定数の変動性を調べ、その変動の原因を探ろうとしています。
興味深いことに、ブラマー氏はギズモードに対し、2037年頃に次の閃光が観測されると予想される地点を観測することで、科学者たちが超新星爆発前の白色矮星を実際に観測できる可能性が理論的にはあると語った。「原理的には、今日でもそのかすかな小さな星を観測することは可能です」とブラマー氏は言う。「ただし、これにはハッブル宇宙望遠鏡の1兆倍、つまり直径2000キロメートルの望遠鏡が必要になると、私は数桁の誤差で見積もっています」。あまり現実的ではないように思えるが、まあ、天体物理学者にとっては夢を見ることはできる。
続き：天文学者たちは、存在が予測されていた珍しい種類の超新星を発見したと考えている
