巨大な恒星が寿命を終えると爆発して莫大な光を放つ。これが超新星（supernova）である。数週間から数カ月にわたり、銀河ひとつに匹敵する明るさで輝く。キロノバ（kilonova）もまた、死んだ星である中性子星同士が衝突し、周囲に強烈な光を放つ現象である.
天文学者が珍しい二つの宇宙爆発が連続して発生する現象を初めて観測した。ひとつの天体が超新星とキロノバへと直結したシューパーキロノバ（superkilonova）である。恒星や惑星を構成する多様な元素が宇宙爆発から生まれたという点からも、今回の発見は宇宙進化の過程を解明するうえで重要な手がかりになると期待される.
◇二重の爆発で発生した重力波と光を捕捉
マンシ・カスリワル米国カリフォルニア工科大学天文学科教授の研究チームは「超新星とキロノバが結合したシューパーキロノバである可能性が高い宇宙爆発を初めて目撃した」と16日（現地時間）に明らかにした。研究結果は国際学術誌「天体物理学ジャーナル・レターズ」に掲載された.
恒星は最後に超新星として爆発し、宇宙を炭素や鉄のような重い元素で満たす。もうひとつの宇宙爆発であるキロノバは、超新星爆発直後に残った中性子星同士が衝突するときに発生する。この過程で金やウランのようなさらに重い元素が生成される。こうした重元素が再び恒星や惑星、生命体を形作る.
研究チームは8月18日、米国のライゴ（LIGO）とイタリアのヴィルゴ（Virgo）、日本のかぐら（KAGRA）観測所で、超新星とキロノバが結合した宇宙爆発から出た重力波を検出したと明らかにした。重力波はブラックホール合体や恒星の爆発などの超大規模事象が起こるとき、重力エネルギーが波のように広がる現象を指す.
これまで確実に確認されたキロノバは2017年に発生したGW170817のみである。当時、二つの中性子星が衝突して時空に波動を引き起こした。重力波とともに光の波動も宇宙全域に広がった。ライゴとヴィルゴが重力波を検出し、地上と宇宙の望遠鏡数十台が光の波動を捕捉した.
研究チームは、今回捕捉した宇宙爆発が史上2例目のキロノバとして確証される可能性があるとみている。状況は以前よりはるかに複雑だ。候補のキロノバであるAT2025ulzは、わずか数時間前に発生した超新星爆発に由来すると推定された。単純なキロノバではなく、超新星と結合したシューパーキロノバということだ.
◇恒星が死に中性子星となり二重爆発
カスリワル教授は「最初の3日ほどは、この爆発が2017年の最初のキロノバとまったく同じに見えた」と述べ、「時間の経過とともに次第に超新星に似てくると、一部の天文学者は関心を失ったが、我々は違った」と明らかにした。研究チームは、今回観測した重力波と光が超新星によって誘発されたキロノバであるシューパーキロノバであり得るという証拠を示した。この種の事象は仮説としてのみ存在し、実際に観測されたことはなかった.
まず米国ルイジアナとワシントンにあるライゴ、イタリアのヴィルゴが重力波信号を捕捉した。数時間後、米国サンディエゴにあるパロマー天文台が、重力波の出所で急速に暗くなる赤色の天体を初めて捕捉した。この光は13億光年（光年・1光年は光が1年で進む距離で約9兆4600億㎞）離れた場所から来た.
ハワイのケック天文台、ドイツのベンデルシュタイン天文台など世界の天体望遠鏡12台がここで追加情報を収集した。観測の結果、この光の爆発は赤色の波長で輝いたが、これは8年前に観測したGW170817キロノバと同じだった。GW170817キロノバの赤色は金やウランのような重元素に由来した.
研究チームの説明は次の通りだ。まず巨大な恒星が超新星として爆発し、中性子星をつくった。中性子星は、超新星爆発後に残った恒星の核が圧縮され、原子内部の原子核と電子が結合して中性子へと変わることで形成される天体である。中性子星はブラックホールに次いで密度が大きい天体だ。質量は太陽の2〜3倍だが、直径はサンフランシスコ程度の25㎞に圧縮される.
恒星が超新星として崩壊した後、通常はひとつの中性子星を生むが、今回は二つの中性子星を誕生させた。研究チームは「巨大な恒星の核が二つに割れるときにこのような現象が起こり得る」とし、「死んだ星である中性子星二つが衝突してキロノバをつくった」と説明した。二つの中性子星は互いに渦を巻くように接近しながら公転し、合体して重力波を発生させたということだ.
◇なお議論の途上、追加観測で確証可能
ところが爆発後数日でAT2025ulzは再び明るくなり、水素の青い光を示した。これを受け一部の天文学者は、AT2025ulzは平凡な超新星によって誘発され、重力波信号とは無関係だと結論づけた。しかしカスリワル教授は、いくつかの手がかりが特異な事象の発生を示唆していたと語った.
AT2025ulzは古典的なキロノバであるGW170817と異なる点があるが、平凡な超新星とも異なっていた。さらに、ライゴ・ヴィルゴの重力波データは、合体した中性子星のうち少なくともひとつが太陽より質量が小さいことを示した。これは二つの小さな中性子星が合体してキロノバを生成した可能性を示唆すると研究チームは明らかにした.
シューパーキロノバ理論を検証する唯一の方法は、より多くの事例を見つけることだ。カスリワル教授は「今後のキロノバ事象は2017年のGW170817とは異なって見える可能性があり、超新星と誤認されることもあり得る」と述べ、「創意的な自然の神秘を解き明かそうとするときは目を大きく見開くべきだ」と語った。シューパーキロノバのように従来とは異なるアプローチが必要だということだ.
韓国もキロノバ観測競争に参入した。ソウル大学はチリ・サンチアゴから約480㎞離れたアンデス山脈のエルサウス天文台に多波長光学望遠鏡を設置した。イ・ヒョンモクソウル大学天文学科教授が率いる重力波宇宙研究団は、この望遠鏡で重力波が発生して直ちに出る光であるキロノバを世界で最も速く捕捉することを目標としている.
参考資料
The Astrophysical Journal Letters(2025), DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae2000
Nature(2017), DOI: https://doi.org/10.1038/nature24303