超新星爆発――星は最後に、銀河ひとつ分の光を放って吹き飛ぶ。藤原定家の『明月記』の客星から、カミオカンデの13秒、2026年の最新観測まで完全解説

夜空の星は、いつまでも同じ場所で静かに光っているように見えます。けれど星にも寿命があり、重い星の一部は最後に、自分の住む銀河全体に匹敵するほどの光を放って吹き飛びます。それが「超新星爆発」です。千年前の京都では、貴族の日記にその光が「客星」として書き留められました。1987年には、岐阜県の地下にある装置が、爆発の瞬間に飛んできた素粒子をとらえています。そして2026年の秋も、新しい観測の報告が続いています。星の死にざまと、それを追いかけてきた人たちの記録をたどっていきましょう。あっても無くても人生に影響しない、極上のムダ知識をインストールしていこう。

星が一生の最後に起こす、宇宙最大級の爆発

超新星爆発とは、星がその一生の最後に起こす大爆発のことです。名前に「新星」とついていますが、新しい星が生まれるわけではありません。昔の人には、何もなかった場所に突然明るい星が現れたように見えたため、この名前が残りました。実際には、もともとそこにあった星が、死ぬ間際に一気に明るくなっているのです。

明るさは桁違いです。爆発した星は、数週間から数か月のあいだ、太陽のおよそ10億倍という光を放ちます。NASAの子ども向け解説でも、超新星は一時的に「自分のいる銀河全体よりも明るく輝く」ことがあると説明されています。数千億個の星が集まった銀河と、たった一つの星が張り合うわけです。

超新星には、大きく分けて二つの起こり方があります。一つは、太陽よりずっと重い星が燃料を使い果たし、中心がつぶれて起きる「重力崩壊型」。もう一つは、白色矮星と呼ばれる燃えかすの星が、ある重さを超えて丸ごと吹き飛ぶ「Ia型」です。見た目は同じ大爆発でも、中で起きていることはまったく違います。

重い星の最期――鉄の芯が、一瞬でつぶれる

まずは重力崩壊型です。太陽のおよそ8倍より重い星は、中心で水素を燃やし尽くすと、次にヘリウム、炭素、酸素と、より重い元素を順番に燃料にしていきます。最後に中心にたまるのが鉄です。鉄はそれ以上燃やしてもエネルギーを生まないため、ここで星の「エンジン」が止まります。

支えを失った鉄の芯は、自分の重さに耐えきれず、10分の1秒にも満たない時間で一気につぶれます。地球より小さかった芯が、半径およそ20キロメートルの玉にまで縮み、原子核と同じくらいの密度になります。これが中性子星です。角砂糖1個ぶんで数億トンにもなる、とてつもなく重い天体です。

つぶれた芯に外側のガスが落ち込み、跳ね返された衝撃波が星を内側から吹き飛ばします。意外なことに、このとき放たれるエネルギーのおよそ99%は、光ではなくニュートリノという素粒子として逃げていきます。目に見える大爆発は、全体からすればほんの一部にすぎないのです。さらに重い星では、芯が中性子星にとどまらず、ブラックホールになると考えられています。

白色矮星の爆発と、宇宙をはかる「物差し」

もう一つのIa型は、白色矮星が主役です。白色矮星は、太陽くらいの星が一生を終えたあとに残る、地球ほどの大きさの燃えかすです。二つの星が回り合う連星の中で、白色矮星が相手の星からガスを奪い続けたり、白色矮星どうしが合体したりして重くなりすぎると、ある日、星全体が核爆発を起こして跡形もなく吹き飛びます。

その限界の重さは、太陽の約1.4倍です。これを計算したのが、インド出身の天体物理学者チャンドラセカールでした。彼が若くしてこの理論を発表すると、当時の大御所エディントンは1935年の学会で、公然とこれを否定し嘲笑しました。しかし時代は彼に味方し、チャンドラセカールは1983年にノーベル物理学賞を受けています。

Ia型は、いつも似たような重さで爆発するため、本来の明るさがほぼそろっています。そのため、見かけの暗さから距離を割り出せる「宇宙の物差し」として使われてきました。1990年代の終わり、遠くの銀河のIa型を調べたチームが、宇宙の膨張がむしろ加速していることを突き止めます。この発見は2011年のノーベル物理学賞につながりました。星の死が、宇宙全体の運命を教えてくれたわけです。

藤原定家の『明月記』に残る、三つの「客星」

超新星の記録で、日本は世界に誇れる資料を持っています。鎌倉時代の歌人、藤原定家の日記『明月記』です。1230年、夜空に現れた見慣れない星をきっかけに、定家は陰陽師の家系に過去の「客星」、つまり突然現れた星の記録を調べさせ、8件を日記に書き写しました。そのうち3件が、のちに超新星だとわかったものです。

一つ目は1006年。おおかみ座の方角に現れたこの星は、金星よりはるかに明るい、マイナス7.5等ほどだったと推定され、記録に残る中で最も明るい超新星と考えられています。二つ目は1054年。「大きさは木星のよう」と書かれたこの星は、中国の記録では昼間でも23日間見え、夜は2年近く見えていました。その残骸が、おうし座の「かに星雲」です。三つ目は1181年。中国や日本で185日間見えたこの星の正体は、長く謎でしたが、近年「Pa 30」という星雲が有力な候補とされ、2026年10月7日にはNASAの天文写真としても紹介されました。

『明月記』のこの記事は、1934年に日本のアマチュア天文家、射場保昭が海外の天文雑誌で紹介して世界に知られました。1942年には、かに星雲を1054年の超新星の残骸と結びつけた論文が、この報告を引用しています。『明月記』は2000年に国宝となり、2019年には日本天文学会が選ぶ「日本天文遺産」の第1号にも認定されました。

1987年2月、カミオカンデがとらえた13秒

天の川銀河の中で最後に肉眼で見えた超新星は、1604年にケプラーらが観察したものです。天の川銀河では、100年に2〜3回ほどの割合で超新星が起きていると見積もられていますが、多くは星間のちりに隠されて見えません。実際、約140年前に爆発したとみられる残骸「G1.9+0.3」は、2008年に電波とX線で見つかるまで、誰にも気づかれていませんでした。

そんな中、1987年2月23日、天の川銀河のすぐ隣にある大マゼラン雲で超新星が見つかります。距離はおよそ16万光年。名前は「SN 1987A」です。このとき、岐阜県神岡町の地下にあったカミオカンデが、爆発で生まれたニュートリノを12個とらえました。アメリカとソ連の装置と合わせて25個、時間にしてわずか13秒足らず。それでも、星の芯がつぶれたことを示す直接の証拠でした。この観測を率いた小柴昌俊は、2002年にノーベル物理学賞を受けています。

ただ、その後の謎は長く残りました。芯がつぶれたなら中性子星があるはずなのに、ちりに覆われて見つからなかったのです。2024年2月、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、爆発の中心付近で強くイオン化したアルゴンの光をとらえ、生まれたての中性子星が周りを照らしている有力な証拠だと発表しました。37年越しの「答え合わせ」でした。

地球は大丈夫か、そして2026年の最新観測

気になるのは、近くで起きたらどうなるかです。NASAによれば、地球のオゾン層を傷めるほどの影響が出るのは、およそ50光年より内側で爆発した場合とされます。その範囲に、爆発しそうな星は知られていません。よく話題になるベテルギウスも、それよりはるかに遠くにあります。

一方で、少し離れた超新星の「かけら」は地球に届いています。太平洋や大西洋などの深海の地層から、超新星でしか作られない放射性の鉄60が見つかり、2016年の研究で、数百万年前に地球から数百光年の距離で超新星が起きた跡だと報告されました。私たちの体をつくる元素の多くも、こうした星の爆発で宇宙にまかれたものです。

2026年も報告が続いています。8月には、3月に中国などのX線衛星アインシュタイン・プローブがとらえた爆発の「最初の光」をもとに、SN 2026gzfが、ガンマ線バーストを伴わない珍しい重い星の死に方だったと発表されました。10月13日には、ウェッブ宇宙望遠鏡が、宇宙が若かったころの銀河で、爆発からわずか4〜10日ほどの超新星らしき天体をとらえたという論文が紹介されています。ただし、これは査読前の段階で、正体はまだ確定していません。翌14日には、普通の超新星の10倍強いとされてきた「極超新星」が、実は必要なかったかもしれないという研究も報じられました。

まとめ

超新星爆発は、星が一生の最後に起こす大爆発です。重い星は鉄の芯がつぶれて中性子星やブラックホールを残し、白色矮星は限界の重さを超えて丸ごと吹き飛びます。Ia型は宇宙の物差しとなり、膨張の加速という大発見につながりました。千年前の京都では藤原定家が客星を書き留め、1987年には神岡の地下でニュートリノが数えられ、2024年にはウェッブがその後を確かめました。そして2026年も、爆発の最初の瞬間や遠い宇宙の超新星が次々に報告されています。今夜見上げる星のどこかでも、静かに最期の準備が進んでいるのかもしれません。