「骨」まで剥き出しになった超新星―宇宙で稀に見る爆発、元素工場の直接的証拠―
武井勇樹 基礎物理学研究所特定研究員、前田啓一 理学研究科教授らの国際研究グループ（米国ノースウェスタン大学（Northwestern University）、スウェーデン・オスカー・クライン・センター（Oskar Klein Centre）、イスラエル・ワイツマン科学研究所（Weizmann Institute of Science）ほか）は、外層をほとんど失い、最深部がむき出しになった大質量星が爆発したと考えられる超新星を世界で初めて発見しました。大質量星は水素やヘリウムから始まって、中心部でより重い元素を次々と生成することで玉ねぎのような層構造を形成し、最深部には鉄の核を取り囲むシリコン・硫黄を含んだ層ができることが理論的に予言されてきましたが、この構造を直接的にとらえた観測的証拠はこれまで発見されていませんでした。本研究では超新星SN 2021yfjから届いた光を波長（色）に「分解」することで、超新星を起こす前の大質量星が爆発のはるか前に軽い元素で構成された外層を失い、爆発時にはシリコンや硫黄に富んだ最深部が露出していたことを発見しました。これは、長年にわたり恒星進化理論の基本とされてきた大質量星の層構造を観測的に明らかにするための、大変重要な一歩です。
本研究成果は、2025年8月20日に、国際学術誌「Nature」にオンライン掲載され、当該号の表紙に採用されました。
【DOI】 https://doi.org/10.1038/s41586-025-09375-3 【書誌情報】
Steve Schulze, Avishay Gal-Yam, Luc Dessart, Adam A. Miller, Stan E. Woosley, Yi Yang, Mattia Bulla, Ofer Yaron, Jesper Sollerman, Alexei V. Filippenko, K-Ryan Hinds, Daniel A. Perley, Daichi Tsuna, Ragnhild Lunnan, Nikhil Sarin, Seán J. Brennan, Thomas G. Brink, Rachel J. Bruch, Ping Chen, Kaustav K. Das, Suhail Dhawan, Claes Fransson, Christoffer Fremling, Anjasha Gangopadhyay, Ido Irani, Anders Jerkstrand, Nikola Knežević, Doron Kushnir, Keiichi Maeda, Kate Maguire, Eran Ofek, Conor M. B. Omand, Yu-Jing Qin, Yashvi Sharma, Tawny Sit, Gokul P. Srinivasaragavan, Nora L. Strothjohann, Yuki Takei, Eli Waxman, Lin Yan, Yuhan Yao, WeiKang Zheng, Erez A. Zimmerman, Eric C. Bellm, Michael W. Coughlin, Frank J. Masci, Josiah Purdum, Mickaël Rigault, Avery Wold, Shrinivas R. Kulkarni (2025). Extremely stripped supernova reveals a silicon and sulfur formation site. Nature, 644, 8077, 634–639.
