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研究内容

超新星爆発ニュートリノ

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。

大マゼラン星雲で発生した超新星SN1987A

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

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8,000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。

スーパーカミオカンデでは、この世紀の瞬間を逃さないために24時間体制で監視を続けています。例えば銀河系内で超新星爆発が起こった場合、ただちに解析を行い、超新星爆発を観測した時間、ニュートリノの数、方向等の情報を1時間以内に世界中にアナウンスすることができます。超新星爆発からの光はニュートリノよりも遅れて星の外に放出されるので、光を捉える天文台がその爆発を観測するのはスーパーカミオカンデの後になります。つまり、我々のアナウンスは、世界の天文台が爆発の瞬間を捕らえるための助けになること期待されています。