ニュース#161
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重い恒星は死ぬとき超新星爆発っていう巨大な爆発を起こすんだ。カシオペア座Aもそんな超新星爆発の後に残った残骸だょ。カシオペア座Aは爆発後、活動を止めて325年間おとなしくしているかに見えたんだけど、実はまだ活動的で50年前に強烈な光を出していたことが分かったんだ。
恒星は主に水素でできてるんだ。内部では水素同士がぶつかりあってヘリウムができる核融合反応っていう反応が起きてて、ものすごいエネルギーを生み出してるんだよ。そのエネルギーを使って恒星は光ってるんだけど、水素がなくなると（つまり燃料がなくなると）寿命ってことになるんだ。例えば太陽は誕生してから約45億年たつけどこれから約50億年間今のように光り続けるって考えられてるんだ。
太陽よりずっと重い恒星が燃料を失って死ぬとき、超新星爆発っていう大爆発を起こすょ。爆発して星の外側が吹っ飛ぶと、中心にはとっても密度が高い（ぎゅっとつまって重い）中性子星やブラックホールが取り残されるんだ。それまでは水素などを使った核反応が星を支えていたんだけど、燃料がなくなると支えをなくして自分の重さに耐えられなくなり、自分の重さで潰されちゃうってわけだね。爆発の時にはその星の成分、つまり水素や核反応で恒星自らが作り出したいろんな物質、その他様々な粒子を光とともに撒き散らすんだ。
カシオペア座Aもそんな超新星残骸の1つだょ。325年前に爆発したと考えられていて中心には中性子星が残されてるょ。下の写真は、NASAの3つの宇宙望遠鏡がそれぞれ別々の波長で撮影した画像を合成したもの（画像：NASA/JPL-Caltech/O.Krause(Steward Observatory)）。赤はスピッツァー宇宙望遠鏡による赤外線画像、緑はハッブル宇宙望遠鏡による可視光線画像、青はチャンドラX線天文衛星によるX線画像を表しているんだ。爆発で吹き飛ばされたガスが同心球状に広がってるねぇ。
超新星爆発後に中心に残る中性子星には様々な種類があるんだ。爆発後活動を止めてしまうものや、その後も活動を続け時に爆発を起こすものなどがあるょ。カシオペア座Aはこのうち活動を止めた静かなタイプだと考えられてきたんだ。
2003年11月、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡はテストのために、このカシオペア座Aを撮影したょ。その数ヶ月後、地上の望遠鏡がカシオペア座Aを撮影してスピッツァーの画像と比べてみたところ、数ヶ月の間に周りのガス雲が外側に向かって光速で移動しているように見えたんだ。なぜそんなに速くガスが移動しているんだろう？
その答えは1年後に再び行われたスピッツァー宇宙望遠鏡による観測で分かったょ。下の画像は2003年11月30日（青）と2004年12月2日（オレンジ）を組み合わせたもの（画像：NASA/JPL-Caltech/O.Krause(Steward Observatory)）。この画像を見ると雲の位置は変わってないけれど、雲の光っている部分が移動していることに気づくね。つまり雲の位置は変わってないってこと。静かに見えたカシオペア座Aは実はどうやら50年程前に強く発光していたらしいんだ。中心の中性子星が出した光が50年間かけて周りの雲に届き、それによって雲の一部が輝いていると考えられるょ。中性子星が出した光は徐々に雲の中を外側に向かって広がっていき、雲が光に照らされて輝く部分も外側に移動してるんだ。その移動の速さは当然光の速さになるから、スピッツァーの観測結果をうまく説明することができるね。下の図はそれを説明するために、NASAのスピッツァーのHPにある解説を参考にして作ったイラストだょ。今回観測されたのは、50年前に起きた中性子星の爆発の光に照らされて輝くガス雲だったんだ。
実はまだ活動的だったカシオペア座A。もしかすると、マグネターと呼ばれる天体かもしれないょ。マグネターは強力な磁場を持った中性子星で、たまに爆発を起こしてγ線を出すんだ。これからの観測で、その正体が明らかになっていくかもしれないね。
超新星爆発 恒星の内部では核融合反応っていう反応が起きてて、ものすごいエネルギーを生み出してるんだよ。そのエネルギーを使って恒星は光ってるんだけど、水素がなくなると（つまり燃料がなくなると）寿命ってことになるんだ。例えば太陽は誕生してから約45億年たつけどこれから約50億年間今のように光り続けるって考えられてるんだ。
超新星っていうのは太陽よりずっと重い恒星が燃料を失って死ぬ間際に起こる大爆発のことだょ。爆発して星の外側が吹っ飛ぶと、中心にはとっても密度が高い（ぎゅっとつまって重い）中性子星やブラックホールが取り残されるんだ。それまでは水素などを使った核反応が星を支えていたんだけど、燃料がなくなると支えをなくして自分の重さに耐えられなくなり、自分の重さで自分が潰されちゃうってわけだね。
爆発の時にはその星の成分、つまり水素や核反応で恒星自らが作り出したいろんな物質、その他様々な粒子を光とともに撒き散らすんだ。
中性子星 原子っていうのは実は真ん中にある小さな原子核とその周りを回る電子からできてるんだょ。電子はものすごく軽いから、原子の質量のほとんどは原子核の質量ってことになるんだ。でも原子核の大きさは原子の更に1万分の1程しかないんだ!!!この原子核は＋の電気を帯びた陽子と電気を帯びていない中性子からできているょ。
太陽より少し重い恒星は燃え尽きて死を迎えると、中心では陽子が電子を取り込んで中性子に変わる反応が進んで、中性子だらけになるんだ。この恒星の中心部が中性子星になるんだょ。中性子星はものすごく重力が強いから、原子でさえつぶされてしまって中性子になっちゃうんだね。さらに重い星では中性子までもがつぶされて、そうなるともはや星を支えるものが何もなくなって星の中心の1点に向かって物質がとめどなく集まる重力崩壊っていう現象が起こるんだ。これがブラックホールだょ。
ブラックホール ブラックホールっていうのは“潰れた天体”なんだ。全ての質量は、中心にある特異点っていう一点に集まっているんだ。ブラックホールに近づいた物質は全てこの特異点に引き寄せられていって、最後にはその物質も潰れてしまい、点になっちゃうわけ。ものすごい重力のせいで特異点からある決まった距離よりも近くに近づくと、光さえも外に出て行くことができない。そのためにブラックホール(黒い穴)って呼ばれるんだ。
小型のブラックホールは結構ありふれた存在で、太陽の30倍以上の質量を持つ重い恒星が死んだ後にできるんだ。このような重い星は明るく光るためにすぐに核融合反応の燃料を使い果たしてしまって、超新星爆発っていう巨大な爆発を起こして死んでしまうょ。星の中心部ではそれまで星を支えてきた核融合反応が止まってしまい、収縮するんだ。このとき太陽の30倍もある重い星では、自分の重さに耐えられずに限りなく潰れていって、最後には特異点っていう一点になってしまう。これがブラックホールだょ。このようなブラックホールの大きさ(光が外へ出ることができない範囲)はせいぜい5～6km。なのに質量は太陽の10倍近くもあるんだ!!!!
一方、太陽系を含む2000億個の恒星が集まってできている銀河系の中心部には、これとは比べ物にならないくらい巨大なブラックホールがあるょ。質量は何と太陽数百万個分!!!!その周囲には、ブラックホールに飲み込まれようとしているガスが膠着円盤っていう円盤を作っていて、秒速700kmっていうものすごい速さで回転しながら吸い込まれているんだ。
波長 光は波となって伝わっていくんだけど、その波の間隔を波長っていうんだ。
赤外線光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。赤外線は可視光線(目に見える光)より波長が長くてエネルギーも低い。
可視光線 光(電磁波)の一種。目に見える光のことだょ。
X線 光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。X線はγ線の次に波長が短くてエネルギーが高く、浴びると生物に有害なんだ。レントゲン撮影などに使われるょ。
マグネター 強力な磁場を持った活動的なパルサーの一種だょ。パルサーとは、高速で回転しながら電波などを出している中性子星なんだ。地球から見るとこの電波が規則的に点滅してるように見えることから、パルサーというんだ。
磁場 磁力がはたらく場を磁場っていうんだ。ちょうどコイルを流れる電流が磁場を作るように、星の内部で起こる物質の対流が磁場を作り出しているんだ。
γ線 光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。γ線は電磁波の中でも最も波長が短くてエネルギーが高く、浴びると生物に有害なんだ。
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重い恒星は死ぬとき超新星爆発っていう巨大な爆発を起こすんだ。カシオペア座Aもそんな超新星爆発の後に残った残骸だょ。カシオペア座Aは爆発後、活動を止めて325年間おとなしくしているかに見えたんだけど、実はまだ活動的で50年前に強烈な光を出していたことが分かったんだ。
恒星は主に水素でできてるんだ。内部では水素同士がぶつかりあってヘリウムができる核融合反応っていう反応が起きてて、ものすごいエネルギーを生み出してるんだよ。そのエネルギーを使って恒星は光ってるんだけど、水素がなくなると（つまり燃料がなくなると）寿命ってことになるんだ。例えば太陽は誕生してから約45億年たつけどこれから約50億年間今のように光り続けるって考えられてるんだ。
太陽よりずっと重い恒星が燃料を失って死ぬとき、超新星爆発っていう大爆発を起こすょ。爆発して星の外側が吹っ飛ぶと、中心にはとっても密度が高い（ぎゅっとつまって重い）中性子星やブラックホールが取り残されるんだ。それまでは水素などを使った核反応が星を支えていたんだけど、燃料がなくなると支えをなくして自分の重さに耐えられなくなり、自分の重さで潰されちゃうってわけだね。爆発の時にはその星の成分、つまり水素や核反応で恒星自らが作り出したいろんな物質、その他様々な粒子を光とともに撒き散らすんだ。
カシオペア座Aもそんな超新星残骸の1つだょ。325年前に爆発したと考えられていて中心には中性子星が残されてるょ。下の写真は、NASAの3つの宇宙望遠鏡がそれぞれ別々の波長で撮影した画像を合成したもの（画像：NASA/JPL-Caltech/O.Krause(Steward Observatory)）。赤はスピッツァー宇宙望遠鏡による赤外線画像、緑はハッブル宇宙望遠鏡による可視光線画像、青はチャンドラX線天文衛星によるX線画像を表しているんだ。爆発で吹き飛ばされたガスが同心球状に広がってるねぇ。
超新星爆発後に中心に残る中性子星には様々な種類があるんだ。爆発後活動を止めてしまうものや、その後も活動を続け時に爆発を起こすものなどがあるょ。カシオペア座Aはこのうち活動を止めた静かなタイプだと考えられてきたんだ。
2003年11月、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡はテストのために、このカシオペア座Aを撮影したょ。その数ヶ月後、地上の望遠鏡がカシオペア座Aを撮影してスピッツァーの画像と比べてみたところ、数ヶ月の間に周りのガス雲が外側に向かって光速で移動しているように見えたんだ。なぜそんなに速くガスが移動しているんだろう？
その答えは1年後に再び行われたスピッツァー宇宙望遠鏡による観測で分かったょ。下の画像は2003年11月30日（青）と2004年12月2日（オレンジ）を組み合わせたもの（画像：NASA/JPL-Caltech/O.Krause(Steward Observatory)）。この画像を見ると雲の位置は変わってないけれど、雲の光っている部分が移動していることに気づくね。つまり雲の位置は変わってないってこと。静かに見えたカシオペア座Aは実はどうやら50年程前に強く発光していたらしいんだ。中心の中性子星が出した光が50年間かけて周りの雲に届き、それによって雲の一部が輝いていると考えられるょ。中性子星が出した光は徐々に雲の中を外側に向かって広がっていき、雲が光に照らされて輝く部分も外側に移動してるんだ。その移動の速さは当然光の速さになるから、スピッツァーの観測結果をうまく説明することができるね。下の図はそれを説明するために、NASAのスピッツァーのHPにある解説を参考にして作ったイラストだょ。今回観測されたのは、50年前に起きた中性子星の爆発の光に照らされて輝くガス雲だったんだ。
実はまだ活動的だったカシオペア座A。もしかすると、マグネターと呼ばれる天体かもしれないょ。マグネターは強力な磁場を持った中性子星で、たまに爆発を起こしてγ線を出すんだ。これからの観測で、その正体が明らかになっていくかもしれないね。
超新星爆発 恒星の内部では核融合反応っていう反応が起きてて、ものすごいエネルギーを生み出してるんだよ。そのエネルギーを使って恒星は光ってるんだけど、水素がなくなると（つまり燃料がなくなると）寿命ってことになるんだ。例えば太陽は誕生してから約45億年たつけどこれから約50億年間今のように光り続けるって考えられてるんだ。
超新星っていうのは太陽よりずっと重い恒星が燃料を失って死ぬ間際に起こる大爆発のことだょ。爆発して星の外側が吹っ飛ぶと、中心にはとっても密度が高い（ぎゅっとつまって重い）中性子星やブラックホールが取り残されるんだ。それまでは水素などを使った核反応が星を支えていたんだけど、燃料がなくなると支えをなくして自分の重さに耐えられなくなり、自分の重さで自分が潰されちゃうってわけだね。
爆発の時にはその星の成分、つまり水素や核反応で恒星自らが作り出したいろんな物質、その他様々な粒子を光とともに撒き散らすんだ。
中性子星 原子っていうのは実は真ん中にある小さな原子核とその周りを回る電子からできてるんだょ。電子はものすごく軽いから、原子の質量のほとんどは原子核の質量ってことになるんだ。でも原子核の大きさは原子の更に1万分の1程しかないんだ!!!この原子核は＋の電気を帯びた陽子と電気を帯びていない中性子からできているょ。
太陽より少し重い恒星は燃え尽きて死を迎えると、中心では陽子が電子を取り込んで中性子に変わる反応が進んで、中性子だらけになるんだ。この恒星の中心部が中性子星になるんだょ。中性子星はものすごく重力が強いから、原子でさえつぶされてしまって中性子になっちゃうんだね。さらに重い星では中性子までもがつぶされて、そうなるともはや星を支えるものが何もなくなって星の中心の1点に向かって物質がとめどなく集まる重力崩壊っていう現象が起こるんだ。これがブラックホールだょ。
ブラックホール ブラックホールっていうのは“潰れた天体”なんだ。全ての質量は、中心にある特異点っていう一点に集まっているんだ。ブラックホールに近づいた物質は全てこの特異点に引き寄せられていって、最後にはその物質も潰れてしまい、点になっちゃうわけ。ものすごい重力のせいで特異点からある決まった距離よりも近くに近づくと、光さえも外に出て行くことができない。そのためにブラックホール(黒い穴)って呼ばれるんだ。
小型のブラックホールは結構ありふれた存在で、太陽の30倍以上の質量を持つ重い恒星が死んだ後にできるんだ。このような重い星は明るく光るためにすぐに核融合反応の燃料を使い果たしてしまって、超新星爆発っていう巨大な爆発を起こして死んでしまうょ。星の中心部ではそれまで星を支えてきた核融合反応が止まってしまい、収縮するんだ。このとき太陽の30倍もある重い星では、自分の重さに耐えられずに限りなく潰れていって、最後には特異点っていう一点になってしまう。これがブラックホールだょ。このようなブラックホールの大きさ(光が外へ出ることができない範囲)はせいぜい5～6km。なのに質量は太陽の10倍近くもあるんだ!!!!
一方、太陽系を含む2000億個の恒星が集まってできている銀河系の中心部には、これとは比べ物にならないくらい巨大なブラックホールがあるょ。質量は何と太陽数百万個分!!!!その周囲には、ブラックホールに飲み込まれようとしているガスが膠着円盤っていう円盤を作っていて、秒速700kmっていうものすごい速さで回転しながら吸い込まれているんだ。
波長 光は波となって伝わっていくんだけど、その波の間隔を波長っていうんだ。
赤外線光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。赤外線は可視光線(目に見える光)より波長が長くてエネルギーも低い。
可視光線 光(電磁波)の一種。目に見える光のことだょ。
X線 光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。X線はγ線の次に波長が短くてエネルギーが高く、浴びると生物に有害なんだ。レントゲン撮影などに使われるょ。
マグネター 強力な磁場を持った活動的なパルサーの一種だょ。パルサーとは、高速で回転しながら電波などを出している中性子星なんだ。地球から見るとこの電波が規則的に点滅してるように見えることから、パルサーというんだ。
磁場 磁力がはたらく場を磁場っていうんだ。ちょうどコイルを流れる電流が磁場を作るように、星の内部で起こる物質の対流が磁場を作り出しているんだ。
γ線 光(電磁波)の一種。目には見えない光だょ。γ線は電磁波の中でも最も波長が短くてエネルギーが高く、浴びると生物に有害なんだ。
