カルシウム豊富な超新星

天文学において、カルシウム豊富な超新星（カルシウム豊富なトランジェント、Ca-rich SN ）は、よりよく知られている従来の超新星クラスとは対照的に、より暗く、異常に大量のカルシウムを生成する超新星のサブクラスです。その明るさは、新星と他の超新星の間のギャップに位置するため、「ギャップ」トランジェントとも呼ばれます。カルシウム豊富な超新星として分類されているイベントは約15件のみです（2017年8月現在）。その本質的な希少性と低明るさの組み合わせにより、新しい発見とそれに続く研究が困難になっています。このため、カルシウム豊富な超新星は現在知られている最も神秘的な超新星のサブクラスの1つとなっています。

アレクセイ・フィリッペンコと共同研究者らは、異常にカルシウムに富む特異な超新星群を特定した。これらはIb型やIc型超新星に多少似ているように見えたが、そのスペクトルはカルシウムに支配されており、Ib型やIc型超新星によく見られる他の特徴は見られなかったため、これらを説明するために「カルシウムに富む」という造語が作られた。^[1]その後の発見により、経験的に類似した超新星の分類が生まれた。^{[2] [3]}これらは、新星と超新星の間で明るさがピークに達する急激な光度上昇と減光、最初の爆発から2～3か月後にカルシウムに支配されるスペクトルなどの特徴を共有している。^[4]

カルシウムに富む超新星を生じさせる恒星系と、それに続く爆発の正確な性質は不明である。Ib型超新星に似ているように見えるにもかかわらず、カルシウムに富む超新星は異なる爆発メカニズムによる可能性が高いことが指摘されている。^{[2]カルシウムに富む}超新星の起源と考えられている銀河の大部分は早期型銀河であり、したがって古い恒星集団で構成されているため、 Ib型超新星を生じさせる若くて重い恒星が多く含まれる可能性は低い。 ^[5]古い恒星集団における超新星爆発には、通常、白色矮星が関与している。これは、Ia型超新星の場合のように、適切な状況下で熱核爆発を起こす可能性のある古いシステムであるためである。しかし、カルシウムに富む超新星は通常のIa型超新星よりもはるかに明るさが低く、より急速に暗くなるため、両方で同じメカニズムが作用している可能性は低い。

カルシウムを豊富に含む超新星のもう一つの特徴は、銀河から遠く離れた場所で爆発し、銀河間空間にまで達することもあるということだ。その場所での暗い矮小銀河の探索により、他の種類の超新星とは異なり、非常に低密度の環境で爆発していることが判明した。^{[6] [7]}

この振る舞いを説明しようとする理論はいくつかある。2つの白色矮星、または白色矮星と中性子星などの高速星の連星系は、中性子星のキック^{[8] [9]}または銀河内の超大質量ブラックホールとの相互作用^{[10] [11]}により銀河から追い出され、最終的に合体するときに爆発を起こす可能性がある（重力波放射による）。爆発は銀河から遠く離れた場所で優先的に起こる。あるいは、大規模な銀河群または銀河団内の銀河間媒体に存在する星が、合体または相互作用中に銀河から追い出されたことが原因であると示唆されている。 ^{[7]その場合、爆発は連星系の一部としての合体イベント中の低質量白色矮星の爆発、または白色矮星の}ヘリウム殻の爆発によって引き起こされる。

カルシウムを豊富に含む超新星爆発では、太陽質量の数十分の1に相当する物質が毎秒数千キロメートルの速度で放出され、ピーク時の光度は太陽の1億～2億倍に達する。カルシウムを豊富に含む超新星は他の種類の超新星に比べて比較的稀で小さいが、宇宙におけるカルシウムの生成に大きく貢献していると考えられている。^[12]

• 既知の Ca に富む超新星の一覧。2023 年 2 月 16 日にWayback Machineにアーカイブされました。The Open Supernova Catalog にアーカイブされました。2016 年 3 月 3 日にWayback Machineにアーカイブされました。