超大型望遠鏡(VLT)の観測装置「SPHERE」を使って撮影されたベテルギウス。左から2019年1月、2019年12月、2020年1月、2020年3月に撮影(Credit: ESO/M. Montargès et al.)

【▲ 超大型望遠鏡(VLT)の観測装置「SPHERE」を使って撮影されたベテルギウス。左から2019年1月、2019年12月、2020年1月、2020年3月に撮影(Credit: ESO/M. Montargès et al.)】

こちらは、ヨーロッパ南天天文台(ESO)のパラナル天文台にある「超大型望遠鏡(VLT:Very Large Telescope)」の観測装置「SPHERE」を使って撮影された、オリオン座の赤色超巨星「ベテルギウス」です。左から順に2019年1月、2019年12月、2020年1月、2020年3月に撮影されたものですが、2019年12月から2020年3月にかけてのベテルギウスは一部が暗くなっていることがわかります。

ベテルギウスは約420日周期で明るさが変わる脈動変光星(膨張と収縮を繰り返すことで明るさが変化する変光星の一種)として知られていて、その見かけの明るさは通常0.1等~1.0等ほどの範囲で変化します。ところが、2019年10月から2020年2月にかけて観測された減光は大幅なもので、一時は約1.6等まで暗くなりました。

ベテルギウスの大幅な減光が進行していた2020年1月に撮影された画像。特に右下の部分が暗くなっている(Credit: ESO/M. Montargès et al.)

【▲ ベテルギウスの大幅な減光が進行していた2020年1月に撮影された画像。特に右下の部分が暗くなっている(Credit: ESO/M. Montargès et al.)】

冒頭の画像を撮影したMiguel Montargès氏(パリ天文台/ルーヴェン・カトリック大学)らの研究グループによると、減光中のベテルギウスは南側の半球の可視光線での明るさが通常の10分の1まで暗くなったといいます。明るさは2020年4月には普段の水準に戻りましたが、ベテルギウスはやがて超新星爆発に至ると考えられていることから、この「大減光」は近いうちに超新星爆発が観測される兆候ではないかとして注目を集めました。

今回Montargès氏らは、ベテルギウスの大幅な減光の原因に関する新たな研究成果を発表しました。研究グループが導き出した「大減光」のシナリオによると、まずベテルギウスからガスの大きな塊が放出されて遠ざかり始め、続いてベテルギウスの表面(光球)の温度が局所的に低下します。一部表面の温度低下は放出されたガスの温度低下を招き、温度が下がって凝縮したガスからは固体の塵が形成されます。この塵が集まってできた雲が地球から見てベテルギウスの一部を隠したことで、通常よりも大幅な減光として観測されたのではないかというわけです。

▲形成された塵の雲がベテルギウスの一部を隠す様子を示したアニメーション▲
(Credit: ESO/L. Calçada)

赤色超巨星は超新星爆発を起こす前に周囲へガスや塵を放出すると考えられています。放出された物質は新たな恒星や惑星といった天体の材料になるだけでなく、場合によっては生命の構成要素になる可能性もあります。研究を率いたMontargès氏が「私たちはスターダスト(星くず、宇宙塵)の形成を直に目撃したのです」と語るように、肉眼でも観測できた今回のベテルギウスの大幅な減光は、将来地球のような惑星や生命を形作るかもしれない塵が新たに形成されたために起きた可能性があるのです。

なお、ベテルギウスの大幅な減光については、「塵の雲によってベテルギウスの一部が隠された」ことが原因だとする説と、「ベテルギウスの表面に生じた黒点がもたらした温度低下」が原因だとする説がこれまでに提唱されていました。Montargès氏らが描くシナリオでは、ガスの放出に続くベテルギウス表面の局所的な温度低下が塵の雲の形成を招いて減光が観測されたと考えられており、提唱された2つの原因がどちらも関わっていた可能性が示されています。

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ちなみに発表では今回の成果について、ベテルギウスの「大減光」が超新星爆発の初期兆候ではないことを示すものだとしています。研究グループは現在建設中の「欧州超大型望遠鏡(ELT:Extremely Large Telescope)」によってベテルギウスのより詳細な撮像が実現するとともに、直接撮像できる赤色超巨星の数が増えることで、赤色超巨星の謎の解明が進むことに期待を寄せています。

 

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Image Credit: ESO/M. Montargès et al.
Source: ESO
文/松村武宏

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