超新星残骸　Supernova remnant

星の一生の最期に起こす爆発

超新星爆発と超新星残骸

太陽のように自ら光っている恒星は、内部の水素などの核融合反応により自身の質量を支えています。 核融合の燃料が尽きると、重い星は大爆発を起こします。これを超新星爆発と言いますが、その爆発の後に残される天体が超新星残骸(Supernova remnants: SNR)です。 超新星爆発により星の内部で形成された元素を宇宙空間に供給し、爆発の際の高温状態の中で重元素合成も行われます。 また、巨大なエネルギーの解放によってつくられる衝撃波は、星間物質の加熱や宇宙線加速などのさまざまな現象の源でもあります。
このように、超新星爆発?超新星残骸の研究は、宇宙の元素の合成の歴史や宇宙空間に置ける高エネルギー現象の解明にとって重要なターゲットとして注目されています。  

超新星残骸はＸ線および電波で観測したときの見え方によって形態分類がされています。 X線と電波で見たときに、縁が明るく光っているものをシェル型超新星残骸といいます。 ３次元で考えると、卵の殻のような構造をしています。このタイプは時間と共に４つの進化段階(自由膨張期→断熱膨張期→放射冷却期→消滅期)を経ます。 また、Ｘ線および電波で観測したときに中心が詰まったような形状をしているものをかに星雲型（中心集中型）といいます。 このタイプの超新星残骸は、中央に高速回転するパルサーという星が存在します。 このパルサーによる非熱的なシンクロトロン放射によって、Ｘ線が中に詰まっている形に見えるのです。
しかし近年、この２つのどちらにも当てはまらないMixed-Morphology型と呼ばれるタイプの超新星残骸も多数発見されてきています。  

研究テーマ

Mixed-Morphology型超新星残骸の研究

上記で述べたように、超新星残骸はＸ線および電波で形態分類されます。 シェル型とかに星雲型については古くから研究が盛んに行われており性質や起源が明らかになってきています。 しかし近年、この２つのどちらにも当てはまらないタイプの超新星残骸が多数発見されています。 電波でみるとシェル型、Ｘ線でみると中心集中しているこのタイプはMixed-Morphology型と呼ばれていて、注目すべきはＸ線が熱的な放射を行っていることです。 私たちは、まだ詳しい性質のわかっていないこのMixed-Morphology型超新星残骸について、どのようにして熱的なＸ線が閉じ込められているのか、 どのような進化をするのか、などの謎を解明するための研究を行っています。

具体的には、銀河面上に存在する超新星残骸をターゲットとして選定し、解析を行っています。 何故かというと、Mixed-Morphology型超新星残骸のほとんどは銀河面上に存在しているからです。 しかし、銀河面上はたくさんの明るい恒星が存在しているため、暗くて淡い超新星残骸を見つけることが困難です。 またＸ線を吸収してしまうガスも多いために、観測が難しい領域とされてきました。 観測衛星の性能の向上によって銀河面上の超新星残骸が多く発見されるようになりましたが、まだその性質は謎のままのものが多数あります。 それらの超新星残骸を解析して性質を明らかにし、共通点やそうでない特徴などを整理して、最終的にはどの超新星残骸の進化も起源も説明できる「モデル」を構築することを目標に日々研究に取り組んでいます。