超新星爆発のメカニズムとエネルギーや残骸が拡散する動画

星(恒星)が一生を終えるとき、大きく膨張し、
ときに自身の質量に耐え切れず、重力崩壊を起こし大爆発をしてしまいます。
それを、超新星爆発(スーパーノヴァ)といい、広大な宇宙では頻繁に発生しています。

しかし、我々人類はその超新星爆発を間近で見たことがない。
というのも、もし超新星爆発が我々の住む太陽系の近くで起こってしまったら、
地球はおろか太陽系だって、ただでは済まないからです。

でも実際の超新星爆発とは、どういった現象なのでしょうか?
NASAが、そんな超新星爆発の様子を動画で公開していますので、
その動画の紹介と、超新星爆発のメカニズムとはいったいどういうものなのかについて、調べてみました。



星が一生を終えると何故爆発するのか?

星が一生を終えた時のパターンは2通りあります。

1つは、膨張し、星を形作っていたガスが宇宙空間に四散し、
最期は、星があった中心に燃えカスが残るパターンで爆発は起こしません。

我々の太陽が寿命を尽きるときは、このような運命を迎えると考えられています。

一方、もうひとつのパターンは、超新星爆発。
同じように、巨大に膨張はするのですが、自らの重力に耐え切れず、重力崩壊を起こしてしまい、
膨大なエネルギーを、一気に宇宙空間に放出する大爆発を起こします。

このような超新星爆発を起こす星は、太陽の8倍以上の質量を持つ恒星だと考えられていて、
さらに30倍以上の超大質量の星の末路は、
大爆発の果てに、その中心にブラックホールを形成してしまうとされています。

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超新星爆発のメカニズム

太陽の8倍以上の質量を持つ星の最期は、超新星爆発を起こすと考えられていますが、
この超新星爆発のメカニズムとは、いったいどういうモノなのでしょうか?

自ら燃える星、つまり恒星の内部では、発生する巨大な圧力で、
最も軽い元素である水素が熱核融合反応が起こし、
水素の次に軽い元素のヘリウムを生成しています。


「画像参照:JAXA宇宙情報センター

つまり、星の燃料となるのは水素で、この水素は無くなると、
星としての正常な状態を維持できなくなってしまいます。

そうなると、恒星の中心核で核融合の暴走が起き、
ヘリウム、炭素、酸素といった原子の核融合反応の連鎖が起き、
ついには、鉄の原子が生成され、鉄は最も重い原子のため、
それ以上は核融合反応が進まなくなってしまいます。

核融合反応が停止。これは星の完全なる崩壊を意味します。

恒星を形成していた核融合反応の停止により、
星の周囲の物質が、一気に重力崩壊を起こし、中心部に向かって超高速で落ち込む。
これにより、巨大な衝撃波が発生し、星が爆発する現象を起こします。

NASAが公開した超新星爆発の様子

恒星の重力崩壊によって引き起こされる、巨大な爆発。
我々が、この様子を実際には見ることは出来ないのですが、
NASAが450年前に超新星爆発を起こしたと見られる、
地球から約1万光年離れた場所にある「ティコの超新星」を観測し、
爆発によって、星の残骸が広がる様子を数フレームの動画に編集して公開しています。

「動画参照:YouTube (プライバシー ポリシー)

この超新星爆発による残骸の広がりは、実に秒速9,000キロ以上という超高速で広がっており、
周囲50光年は衝撃波に巻き込まれて、多大な被害を受けていると思われます。

つまり、我々が超新星爆発の様子を見ることが出来ない理由は、
もし、太陽系近郊で、このような超新星爆発が起きたとするならば、
地球はおろか、太陽系自体もただでは済まないというワケです。

近い将来に見れるかも知れないリアル超新星爆発

太陽系近郊で超新星爆発が起こったら、ただでは済まないとお話しましたが、
実は、爆発の影響が無いと思われる”近郊”で、近い将来に超新星爆発が起きる可能性があります。

それが、今話題になっているオリオン座の1等星・ベテルギウス。

ベテルギウスは地球から約640光年も離れていますが、
天文的な距離感覚で言うと、この距離は太陽系近郊ということになります。

このベテルギウスは、星としては既に寿命を終えようとして、
いつ超新星爆発を起こしてもおかしくないと言われています。

もし、ベテルギウスが爆発すると、地球でもその様子を見る事が出来ると考えられ、
どのように見れるのか?そのシュミレーション動画が公開されています。

参考動画:【ベテルギウスの最期(予測動画)】

まもなく爆発すると考えられているベテルギウス。
その時はいつなのか?
明日かも知れませんし、100年、1,000年先になるか?
それは誰にもわかりません。