超新星爆発ニュートリノの研究

超新星爆発とは太陽の8倍以上の質量を持つ恒星が、その一生を終える時に起こす大爆発のことです。この超新星爆発の際、太陽が45億年間に放出する全エネルギーの99%以上を、約10秒間にニュートリノとして放出します。

1987年2月23日、大マゼラン星雲で発生した超新星SN1987A。右は爆発前。(アングロ・オーストラリア天文台/Daved Malin撮影)

1987年2月23日、スーパーカミオカンデの前身であるカミオカンデにおいて大マゼラン星雲で発生した超新星爆発に伴うニュートリノ11例を世界で初めて観測しました。これにより、超新星爆発の理論が正しいことが証明され、ニュートリノを観測手段とするニュートリノ天文学の幕開けともなりました。

超新星1987Aからのニュートリノ観測データ

中央0秒のところから始まる11例が超新星ニュートリノ事象を表す。

また我々の銀河内でも、10年から50年に一度程度の割合で、超新星爆発が起きていると考えられています。スーパーカミオカンデでは、超新星爆発が銀河中心で起こった場合、超新星ニュートリノを約8000例捕まえられると計算されています。この期待される観測量は、世界中の他のニュートリノ観測実験と比べても圧倒的に多いものです。このニュートリノのエネルギーと到達時間を正確に観測することで、星の爆発のメカニズムを精度良く知ることが可能になります。また、重い星の超新星爆発の場合、ニュートリノ観測により、ブラックホールを直接見ることも期待できます。