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宇宙の最盛期に最期を遂げた超高輝度超新星

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宇宙の最盛期にあたる約100億年前、ある大質量星が一生を終えて超高輝度超新星となり、天の川銀河の星1000億個の合計の3倍もの明るさで輝いた。

【2017年7月31日 RAS】

超高輝度超新星は普通の超新星の10～100倍も明るい天体で、これまでにあまり検出例がなく、起源や物理的プロセスはよくわかっていない。そのような超高輝度超新星のなかでも、2015年11月にほうおう座に見つかったDES15E2mlfは、とくに変わった存在だ。

超高輝度超新星「DES15E2mlf」
超高輝度超新星「DES15E2mlf」の擬似カラー画像（黄色い矢印の先）（提供：D. Gerdes / S. Jouvel）

これまでの観測で超高輝度超新星は、大きな銀河に比べると重元素が少ない傾向にある低質量の銀河や矮小銀河に発見されている。しかし、DES15E2mlfは大きく見た目が普通の銀河に現れた。「現段階では、重元素の少ない環境が超高輝度超新星の発生に重要であり、同天体は低質量銀河に発見される傾向にあると考えられているのですが、DES15E2mlfは典型的な超高輝度超新星の母銀河に比べると比較的大きな銀河にあります」（米・カリフォルニア大学サンタクルーズ校 Yen-Chen Panさん）。

「一生の終わりを迎える重元素の少ない星は、燃料がなくなって崩壊する際に質量の大部分を維持しているため、より大きな爆発を起こします。質量の大きな銀河に超高輝度超新星が見つかったのは、現在の考え方に合いません」（カリフォルニア大学サンタクルーズ校 Ryan Foleyさん）。

「この銀河には、重元素を生成する時間が足りなかったのかもしれません。宇宙初期の時代には、質量の大きな銀河でも重元素の量が少なかったために、超高輝度超新星爆発が可能だった可能性があります」（Foleyさん）。

DES15E2mlfが爆発したのは今から約100億年前の、宇宙の歴史において星生成が最も盛んだった時代と考えられている。DES15E2mlfから、宇宙が星生成の最盛期を迎えていた頃に存在していた星や銀河の性質に関する手がかりが得られるかもしれない。「本当に知りたいのは通常の超新星に対する超高輝度超新星の相対的な割合ですが、遠方宇宙の普通の超新星は暗くて見えないため比較はできません。しかし、この時代に大質量星が爆発を起こしていたことがわかっただけでも重要な結果です」（Foleyさん）。

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