超新星

夜空に輝く星たちも、私たちと同じように生まれ、歳を重ね、やがて寿命を迎えます。星が輝いている間、その中心部では原子核が結合する核融合反応が起き、外側へ押し広げようとする膨張圧力が生まれています。逆に、星自体の巨大な重さは自らを内側へと押しつぶそうとする重力を生み出します。長い歳月の間（大質量星なら数百万〜数千万年、太陽のような星なら数十億年）、星はこの2つの力が釣り合うことで丸い形を保っています。

しかし、中心部の燃料が燃え尽きると、外へ押し出していた膨張圧力が一瞬で失われます。バランスが崩れると、星は自身の凄まじい重さに耐えきれなくなり、中心に向かって猛烈なスピードで崩壊（重力崩壊）を始めます。

中心核に衝突した物質がバネのように跳ね返り、宇宙空間へと巨大な衝撃波を放ちます。このとき星の外層全体が粉々に吹き飛ぶ現象こそが、まさに宇宙最大の爆発現象です。超新星にはこのタイプのほかに、白色矮星が隣の恒星からガスを吸い寄せて核爆発を起こすタイプもあり、宇宙に存在する鉄の多くはここから生まれました。どちらのタイプであっても、超新星は数週間から数か月にわたり、太陽が一生をかけて放つほどの光エネルギーを放出し続けます。

超新星爆発は、単なる破壊では終わりません。実は、私たちが暮らす地球や私たち自身の体を作った、宇宙からの最もありがたい贈り物なのです。

宇宙が誕生した当初、存在していた元素は水素とヘリウムだけでした。星が輝いている間に、その中心部で炭素や酸素、鉄といった元素が次々と作られていきます。ただし、星の中心部では鉄が合成されるときまでしかエネルギーを取り出せないため、鉄より重い元素は通常の核融合では蓄積されません。

星の内部や爆発の過程で作られた酸素・カルシウム・鉄などの元素は、超新星爆発によって宇宙へとまき散らされます。炭素の多くは、爆発しない星が年老いていく過程で放つ恒星風によっても広がります。金やウランのように鉄より重い元素は、超新星爆発や中性子星どうしの衝突といった極限現象で作られますが、特に金のような重い元素は中性子星の合体による影響が大きいという研究が近年有力視されています。こうして散らばった元素の塵が数十億年をかけて再び集まり、巡り巡って地球や私たちの体内にある鉄分やカルシウムになりました。私たちは文字通り「星の塵（スターダスト）」から生まれた存在なのです。

「超新星（スーパーノバ）」という名前には、漢字の「新」という字が入っています。昔の人々は、夜空に突如現れた明るい星を「新しい星（ラテン語でnova＝新星）」と考え、1930年代に天文学者たちがその中でも桁違いに明るい爆発現象を「スーパーノバ（超新星）」と名付けました。

もう少し正確に言えば、超新星は新しい星が誕生する現象ではなく、巨大な星が寿命を迎えて死を迎えるか、白色矮星が爆発する瞬間なのです。普段は遠すぎて暗く、肉眼では見えなかった星が、爆発の瞬間に銀河全体の数千億個もの星を合わせたほど明るくなるため、突如として夜空に現れたように見えたのです。

大質量星が爆発した場合、爆発のあとにすべてが消え去るわけではありません。外層を吹き飛ばした星の中心核は想像を絶するほど超高密度に圧縮され、中性子星や、光さえも脱出できないブラックホールという神秘的な天体へと生まれ変わります。一方で、白色矮星が爆発するタイプでは星全体が完全に吹き飛ぶため、中性子星やブラックホールのような天体は残りません（拡散していくガスなどの超新星残骸は残ります）。