超新星爆発『生後1日』を初観測

超新星爆発の衝撃波も花火のように球形なのか？

「星は丸いもの」──ほとんどの人がこう思うでしょう。

実際、太陽を含む恒星は、生きている間は球形を保つ仕組みがしっかり働いています。

星は自らの重さ（重力）で中心に向かって潰れようとしますが、内部で核融合が起きることで熱や圧力を生み出し、それが外側に向かって星を膨らませようとする力になっているからです。

こうして重力と核融合が完璧なバランスを取ることで、星は美しい球形を保ち続けているのです。

しかし、星にも終わりが訪れます。

特に質量が大きな星は、核融合の燃料がなくなった時、バランスを崩してしまいます。

バランスが崩れると星の中心部が自分自身の重力に耐えられなくなり、一気に潰れます。

すると、中心部が潰れた反動で強烈な衝撃波が生まれ、星の内部から外に向かって爆発的に広がります。

これが、星の最後に起こる『超新星爆発』という大現象です。

こう聞くと、星の中心から起きる爆発だから、衝撃波も星の外側に向かって均等に広がるだろうと思うかもしれません。

でも、果たして本当にそうなのでしょうか？

星がその一生を通じてきれいな球形を保っているからといって、その最後の大爆発も「丸い形」で起きるとは限らないのです。

実はこれまで、超新星爆発が本当に丸いのか、それともいびつな形なのかについて、天文学者たちは長年にわたって議論を続けてきました。

一つの説は、「ニュートリノ」という小さな粒子が関係しているというものです。

星が崩壊するときに大量のニュートリノが放出されますが、このニュートリノが星の内部の衝撃波を不均等に加熱し、衝撃波が歪んでしまう可能性があるというのです。

もう一つの説は、星が爆発するとき、ジェットという非常に強力なガスの噴流が軸方向に吹き出してしまい、衝撃波が両極方向（つまり上下方向）に細長く伸びた爆発になるというものです。

ただし研究者たちは、この“ジェットで細長くなる説”が常に起きているとは限らず、星ごとに条件が違う可能性があることも指摘しています。

加えて天文学者たちはすでに、「超新星爆発はまったく球ではない」ことを示す間接的な証拠を得ています。

たとえば、超新星爆発のあとに残る『超新星残骸』というガス雲が複雑で歪んだ形をしていることがあります。

また、超新星爆発で生まれる中性子星という超高密度の天体は、爆発の反動で蹴り飛ばされるように猛烈な速度で移動することがあります。

これらの現象からも、星の最後の爆発が何らかの理由で均等な球状にはなっておらず、特定の方向に偏りが生じている可能性が高いと考えられてきました。

しかし、こうした観測から分かるのは「爆発が終わった後」の形だけです。

星がまさに爆発した直後にどんな形をしているのかは、直接観測するのが非常に難しいのです。

なぜ難しいのかというと、星の爆発が起きた瞬間、内部から噴き出す衝撃波が星の表面を突き破って光や物質が一気に宇宙へ飛び出す現象（ショックブレイクアウト）は、数時間から1日弱ほどで終わってしまうからです。

その直後には、星の外側にあるガスや塵などの物質と衝撃波が衝突し、本来の爆発の形はすぐに変化してしまいます。

そのため、星が爆発した直後の形を直接見ることは極めて難しく、天文学者は長い間、「最初の瞬間」の姿を観測するチャンスを待ち望んでいました。

超新星爆発は本当に球形なのか、それとも最初から歪んだ形なのか？

今回研究者たちは、この誰も答えを知らなかった「爆発直後の形」を直接捉えることに成功したのです。