運命の星は約2万年前に爆発したが、そのバラバラになった残骸は今も猛スピードで宇宙に向かって突進している――その光景をNASAのハッブル宇宙望遠鏡が捉えた。白鳥座環星雲として知られるこの星雲は、直径約 120 光年の泡を形成しています。その中心までの距離は約2,600光年です。星雲全体の幅は、空にある満月6個分と同じくらいです。
天文学者たちはハッブルを使用して、超新星爆発の波が宇宙の周囲の物質に突入する、この拡大する超新星バブルの先端の非常に小さなスライスを拡大しました。 2001 年から 2020 年にかけて撮影されたハッブル画像には、残骸の衝撃波面が時間の経過とともにどのように拡大したかがはっきりと示されており、天文学者はこれらの鮮明な画像を使用してその速度を測定しました。
天文学者たちはハッブル宇宙望遠鏡を使用して、白鳥座環星雲の一部、つまり輝くガスの巨大な泡を拡大しました。白鳥座環星雲は巨大な輝く泡です。彼らは、しわの寄ったシートの線のような、2光年にわたるフィラメントを発見した。この領域は膨張する泡の外縁に位置し、20,000 年前の星の爆発によって形成されました。天文学者たちは、衝撃波の位置を分析することによって、過去 20 年間のハッブル観測中にフィラメントの速度が低下したり、形状がまったく変化していないことを発見しました。この物質は時速 50 万マイル以上で星間空間に向かって突進しており、地球から月まで 30 分以内に移動できるほどの速さです。出典: NASA、ESA、STScI
天文学者らは衝撃波の位置を分析したところ、衝撃波が過去20年間全く減速しておらず、時速50万マイル以上で星間空間に向かって突進していることを発見した。その速さは地球から月まで30分以内に到達できるほどの速さだ。これは信じられないほど速いように見えますが、実際には超新星衝撃波の速度としては遅いです。研究者らはハッブル画像から「映画」を組み立てることができ、壊れた星がどのようにして星間空間に衝突するのかを詳しく見ることができた。
天文学者の洞察
メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者ラビ・サンクリット氏は、「バブルの端で何が起こっているのかをこれほど明確に示してくれるのはハッブルだけだ」と語った。 「ハッブル画像をよく見ると、それらは壮観です。これらの画像は、超新星衝撃波が宇宙を伝播するときに遭遇する密度の違いと、これらの衝撃波の背後の領域の乱流について教えてくれます。」
出典: NASA、ESA、STScI: 協力: NSFNOIRLab、Akira Fujii、Jeff Hester、Davide DeMartin、Travis A. Rector、Ravi Sankrit (STScI)、DSS
およそ 2 光年にわたる光る水素フィラメントを詳しく見ると、横から見るとしわの寄ったシートのように見えることがわかります。メリーランド州ボルチモアにあるジョンズ・ホプキンス大学のウィリアム・ブレア氏は、「横から見るとシートの波紋が見えるので、ねじれた光のリボンのように見える」と述べた。 「これらのぐらつきは、衝撃波が星間物質の多かれ少なかれ密度の高い物質に遭遇したときに発生します。ほぼ20年にわたる微速度撮影動画では、これらのフィラメントが背景の星に対して移動しながらも、その形状を維持していることが示されています。」
「ハッブルを白鳥座の環に向けたとき、これが衝撃波面であることがわかったので、それを研究したいと思いました。最初の画像を撮って、この信じられないほど繊細な光の帯を見たとき、それは本当にボーナスでした」とブレア氏は語った。 「この構造が解決されるとは思っていませんでした。」
超新星と宇宙の相互作用
ブレア首相は、衝撃波は爆発現場から外側に移動し、その後星間空間にあるガスと塵の脆弱な領域である星間物質に遭遇し始めたと説明した。これは超新星バブルの膨張の非常に短い段階であり、目に見えない中性の水素が衝撃波によって華氏 100 万度以上に加熱されます。電子がより高いエネルギー状態に励起されるとガスが輝き始め、より低いエネルギー状態に戻るときに光子を放出します。衝撃波面のさらに後方では、イオン化した酸素原子が冷え始め、特徴的な青色の光を放射します。
白鳥座回転は、1784 年にウィリアム ハーシェルによって単純な 18 インチの反射望遠鏡を使用して発見されました。彼は、2 世紀以上後に、星雲の小さな部分をズームインしてこの壮観な光景を見るのに十分な強力な望遠鏡を手に入れることになるとは想像もできませんでした。