6000万光年離れた恒星が昨年超新星爆発を起こし、天文学者たちは地上と宇宙の望遠鏡を使って恒星の爆発の全段階を捉えることに成功した。
この不死の星は天文学者の間では以前から知られていましたが、2020年4月に突如超新星爆発を起こし、SN 2020fqvと命名されました。カリフォルニア州サンディエゴにあるパロマー天文台のツウィッキー・トランジェント・ファシリティと、通常は遠方の太陽系外惑星の検出に用いられるNASAのトランジット系外惑星サーベイ衛星（TESS）が偶然この現象を観測していました。この稀な現象を察知した天文学者たちは、ハッブル宇宙望遠鏡をはじめとする地上の望遠鏡を緊急に動員しました。
この驚異的な天文学的威力の発揮により、爆発前、爆発中、そして爆発後に独立した観測データが収集され、前例のない規模のデータセットが生まれました。これは、超新星の破壊初期段階における、稀有な多面的な視点を提供してくれます。得られたデータは、星が超新星爆発を起こす過程に関する理解を飛躍的に深めるだけでなく、天文学者がそのような現象の時期を予測できる早期警報システムの開発にもつながる可能性があります。
「かつて私たちは超新星爆発の調査を犯罪現場捜査官のように扱っていました。事後に現場に赴き、その星に何が起こったのかを解明しようとするのです」と、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学者で今回の調査を率いたライアン・フォーリー氏はプレスリリースで説明した。「今回は状況が違います。何が起こっているのかを本当に理解しており、その死をリアルタイムで目撃しているからです」
もちろん、この超新星からの光が地球に届くまでには6000万年かかりました。つまり、まさに「リアルタイム」で起こっているわけではありませんが、フォーリー氏の言っていることは理解できるでしょう。SN 2020fqvは、相互作用する2つの銀河からなるバタフライ銀河に位置し、おとめ座で見つけることができます。
ハッブル宇宙望遠鏡は、爆発からわずか数時間後に、恒星のすぐ近くの恒星周縁物質の観測を行いました。これは驚くべきことです。この恒星は過去1年間にこの物質を放出しており、超新星爆発の直前に起こる様々な段階を独自の視点で捉えています。
「この非常に近い恒星周縁の物質は、非常に短い時間しか見えず、通常、超新星の観測は爆発から少なくとも数日後まで開始されないため、調査する機会はめったにありません」と、王立天文学会月報に掲載予定の論文の筆頭著者であるサマポン・ティニャノント氏は述べた。
星が爆発前に活発になることは知られており、ベテルギウスはその好例です。この赤色巨星は最近、大量の物質を放出しており、すぐに超新星爆発を起こすことはないかもしれませんが、差し迫った破滅の兆候をはっきりと示しています。
TESSは、爆発の数日前から数週間後まで、進化を続ける恒星系の画像を30分ごとに1枚撮影することに成功しました。ハッブル宇宙望遠鏡は、爆発が最初に検知されてから数時間後にこの観測に加わりました。1990年代に遡るアーカイブデータも分析に活用され、死にゆく恒星の数十年にわたる前例のない調査が実現しました。
新たな成果の一つとして、研究チームは複数の天文学的手法を用いて、死にゆく星の正確な質量を測定した。爆発当時、星の質量は太陽の14～15倍だった。これは、星が死の苦しみに陥る際の物理的条件を天文学者が理解する上で重要な知見となるだろう。
プレスリリースで研究者らはSN 2020fqvを「超新星のロゼッタストーン」と呼び、新たな観測によって隠された、あるいはあまり理解されていなかった信号が意味のあるデータに変換される可能性があると述べた。
「これは警告システムになるかもしれません」とフォーリー氏は述べた。「ですから、もし星が少し揺れ始めたり、異常な動きを始めたりしたら、爆発する前にもっと注意を払い、そこで何が起こっているのかを本当に理解しようと努めるべきかもしれません」。さらに彼はこう付け加えた。「このような優れたデータセットを使って、より多くの超新星を発見するにつれて、星の生涯の最後の数年間に何が起こっているのかをより深く理解できるようになるでしょう」
さらに：消滅した超新星は16年後に再び現れるだろう。
