自然科学研究機構 国立天文台

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新星爆発は宇宙のリチウム合成工場だった

研究成果

国立天文台、大阪教育大学、名古屋大学、京都産業大学などの研究者からなる研究チームは、2013年8月に現れた新星爆発をすばる望遠鏡で観測し、3番目に軽い元素であるリチウム(Li)(注)がこの新星で大量に生成されていることを突き止めました。リチウムはビッグバン時に生成されるとともに、恒星のなかや新星、超新星、星間空間などさまざまな場所でつくられると推定されており、宇宙における元素の起源や物質進化を探る試金石となる元素ですが、リチウムを生成・放出している天体が直接的に観測されたのは今回が初めてです。新星爆発が現在の宇宙におけるリチウムの主要な起源であることが明らかになったことにより、宇宙の物質進化の理解が大きく進むことが期待されます。

注:リチウムには6Liと7Liの2つの同位体があり、太陽系では7Liが約92パーセントを占めています。この文章ではリチウムは7Liのことをさします。

新星爆発の想像図
新星爆発の想像図:新星爆発(古典新星)は白色矮星(図中央右側)と伴星(同左:太陽のような主系列星もしくはそこから進化した赤色巨星)からなる連星系で起こる爆発現象だと考えられています。この2つの星の距離が非常に近い場合(近接連星とよびます)、伴星表面にあるガスが白色矮星に向かって流れ込み、降着円盤を形成しながら白色矮星の表面に降り積もるようになります。この降り積もったガスの層が次第に厚くなってくると温度と密度が上昇し、核融合が発生します。星の内部では核融合反応によって中心部で発生したエネルギーは周囲のガスが膨張することにも使われるため安定した核融合となりますが、白色矮星表面の薄いガス層ではそうはいきません。核融合は一気に暴走し、発生したエネルギーによって白色矮星の表面に薄く降り積もったガス層が吹き飛ばされる爆発現象を起こすと考えられています。 オリジナルサイズ(4.6MB)

この研究成果は、2015年2月19日発行の英国の科学雑誌「ネイチャー」に掲載される予定です。
Tajitsu et al. 2015, "Explosive Li production in the classical nova V339 Del (Nova Delphini 2013)", Nature, Volume 518, Number 7539

詳しくは、新星爆発は宇宙のリチウム合成工場だったをご覧ください。

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