(引用元：ESO)
こちらは、2つの中性子星が合体する様子を描いた想像図です。中性子星は、大質量の恒星が超新星爆発を起こした後に残される天体で、表面の物質でも小さじ1杯分が約1000万トンにもなるほど高密度です。その合体は、金やプラチナといった重い元素を生み出す現場の一つと考えられています。
中性子星同士の合体を、重力波と光の両方で初めて観測したという成果が発表されたのは、2017年10月16日のことです。この発見は、身近な貴金属が宇宙のどこで生まれるのかを知る、大きな手がかりになりました。
合体で生まれる金
観測のきっかけは、2017年8月17日に検出された重力波「GW170817」でした。重力波は、重い天体が激しく動いたときに生じる時空のゆがみが、波のように伝わっていく現象です。発生源は、地球から約1億3000万光年離れた銀河「NGC 4993」で起きた中性子星同士の合体でした。このときは重力波に加えてガンマ線が捉えられ、その後、可視光線や赤外線などでも合体の光が観測されました。
合体で飛び散った物質の中では、原子核が中性子を次々に取り込むことで、金やプラチナなどの重い元素が作られると考えられています。こうしてできた放射性元素が崩壊する熱で物質が輝く現象が「キロノバ（キロノヴァ）」です。
観測に携わった研究者らの解説記事によると、この合体で作られた金の量は、地球の質量の少なくとも10倍、つまり地球まるごと10個分もの重さの金が作られたと推定されています。観測された光を理論モデルと照らし合わせて導いた数字で、金を直接量ったわけではありませんが、1回の合体がどれほど大量の金を生み出すのかを物語っています。
中性子星の合体で生まれた元素は宇宙空間へ広がり、やがて新しい星や惑星の材料になる可能性があります。私たちが身に着ける金のアクセサリーにも、太陽系が生まれるより前に起きた、激しい宇宙の出来事の名残が含まれているのかもしれません。
編集／sorae編集部
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参考文献・出典
- ESO - ESO Telescopes Observe First Light from Gravitational Wave Source
- LIGO - GW170817 Press Release
- Harvard University - Colliding neutron stars show us how the universe creates gold
