超新星を予測する：中性子で先回りする方法

要約：

観測可能な宇宙で毎秒超新星が発生していますが、その暴力的な瞬間を目撃したことはありません。それが起こる可能性は極めて低いですが、もし超新星の光が私たちに届く前に予測できたらどうでしょうか？中性子は、何とほとんど何とも相互作用しない素粒子で、私たちに先回りすることができます。世界中の検出器が中性子のバーストを捉えると、ニューヨークの中央コンピュータにメッセージが送信されます。複数の検出器が10秒以内に似たような信号を受信すると、超新星早期警報システム（SNEWS）は超新星が間近に迫っていることを警告するアラートを発します。この記事では、様々なタイプの超新星とSNEWSが新しい銀河超新星を素早く特定する方法について探求します。

超新星とは何か？

超新星は、星の寿命の終わりに発生する巨大な爆発です。これは、前例のない量のエネルギーと物質を放出します。金や銀などの元素を含む、ニッケルより重いすべての原子は、超新星反応でのみ形成されます。超新星には、タイプIとタイプIIの2種類があります。タイプIは、隣接する星から多くの物質を蓄積し、暴走する核反応が引き金となって爆発する場合です。タイプIIでは、星が核燃料を使い果たし、引き寄せる重力力が量子力学的な力を上回り、星の中心部が自重で崩壊します。星の外側は崩壊した核に影響を受けませんが、内側のエッジは加速し、核に衝突して反発し、爆発を発生させます。

超新星を予測する方法は？

超新星の光が私たちに届く前に予測できたらどうでしょうか？中性子は、ほとんど何とも相互作用しない素粒子で、私たちに先回りすることができます。爆発する物質は、星の中心から始まり、数十分または数時間、まれに数日かかって星の表面に到達して突破します。しかし、中性子は光子よりもずっと直接的なルートを取ります。星の表面に目に見える変化があるまでに、中性子は通常、光子より数時間先行しています。

中性子とは何か？

中性子は、非常に小さな質量を持ち、ほとんど何とも相互作用しない素粒子です。タイプII超新星では、エネルギーの約1％が光子、すなわち光であることを知っていますが、99％が中性子として放射されます。中性子は地球に到達するまでには光子に勝ちませんが、光子がゴールラインに向かっている間、中性子は迂回路を取ります。

超新星早期警報システムとは？

超新星早期警報システム（SNEWS）は、天文学者や物理学者が中性子のバーストを検出するために設立したプロジェクトです。世界中の検出器が中性子のバーストを捉えると、ニューヨークの中央コンピュータにメッセージが送信されます。複数の検出器が10秒以内に似たような信号を受信すると、SNEWSは超新星が間近に迫っていることを警告するアラートを発します。中性子検出器からの距離と方向情報を補助に、アマチュア天文学者や科学者が空をスキャンし、情報を共有して、新しい銀河超新星を素早く特定し、世界中の主要な望遠鏡をその方向に向けることができます。

地球に検出可能な中性子を放出した最後の超新星はいつですか？

地球に検出可能な中性子を放出した最後の超新星は、1987年に発生しました。大マゼラン雲のタランチュラ星雲の端にあり、その中性子は目に見える光よりも約3時間早く地球に到達しました。今後もいつでも超新星が発生する可能性があり、そのときには、SNEWSが人間がこれまでに見たことのない何かを最初に目撃する機会を提供するはずです。

結論

超新星爆発は、観測可能な宇宙で毎秒発生していますが、その初期の瞬間を目撃することは困難です。しかし、中性子検出器と超新星早期警報システム（SNEWS）を使用して、超新星を予測することができます。中性子は目に見える光よりもはるかに先回りするため、超新星が私たちに届く前に予測することができます。SNEWSは超新星が間近に迫っていることを警告するアラートを発し、天文学者は新しい銀河超新星を素早く特定し、世界中の主要な望遠鏡をその方向に向けることができます。超新星を予測することで得られる知識について考えると、興味深いことです。私たちは次の超新星を楽しみにしています。