宇宙の膨張速度を測るのに、「超新星爆発」のデータを

質問

宇宙の膨張速度を測るのに、「超新星爆発」のデータを使うとの説明がNHK『コズミックフロント・村山斉の宇宙をめぐる大冒険』でされていたのですが、なぜ超新星爆発なのでしょうか？
別にわざわざレアな超新星爆発を待たなくても「一般的な恒星」でも赤方偏移の測定は出来そうな気もするのですが … ダメなのでしょうか？精度が良くないのでしょうか？よろしくお願い致します。

回答No.3

chie65536（@chie65535） · ベストアンサー

＞明るさというものはエネルギー（質量や重力の強さ）によって異なると思うのですが、どうすれば変化の様子から明るさが分かるのでしょうか？

Ia型超新星は発生契機となる白色矮星がチャンドラセカール限界に定められた一定の質量となるため、ピーク時の絶対等級がほぼ一定となります。

絶対等級とは、言い換えれば「本来の明るさ」です。

質量が足りなければ（つまり、エネルギーが足りなければ）超新星爆発は起きないし、質量がチャンドラセカール限界を超えて白色矮星のままで居る事は出来ない（一定の質量になったら絶対に爆発する）ので、超新星は「爆発時は、どの超新星も、ほぼ質量が一定」つまり「爆発時の光のピークの絶対等級が一定」なのです。「絶対等級が一定」というのは「本来の明るさが一定」って事です。

お礼

大変よく分かりました。ご丁寧なご回答ありがとうございます！

回答No.4

hydrophobic

超新星は爆発機構により二つに分類。(1)主系列段階での質量が太陽質量の(M+)8倍以上の重い星の進化の最終段階で形成された鉄の中心核が重力収縮することにによって爆発する重力崩壊型超新星。(2)主系列段階での質量が8M+より軽い星の進化最終段階の白色矮星(電子の縮退圧で支えられた酸素と炭素の中心核が余熱光輝く高温、低光度の星)の質量がガス降着などによりチャンドラセカール質量を超えることにより熱核反応の暴走を起こして爆発する熱核燃焼型のIa型新星。
フィリップスは、Ia型超新星の爆発後の最大の明るさとその後の減光率の間の関係(最大の明るさが大きいほど、緩やかに減光する)を用いて補正すると、すべてのIa型超新星に対して、最大光度と光度曲線が同じであることを発見し、標準光源として利用できることを明らかにした。Ia型超新星を用いると、100億光年程度までの距離を決定することが可能。

お礼

ご回答ありがとうございます！
丁寧なご説明に感謝致します。

回答No.2

SPROCKETER

銀河、球状星団、恒星、超新星などの天体は、同じ距離から見た場合の明るさがわかっているものと不明確なものとがあります。銀河や球状星団は明るさの尺度がしばしば変わっていて、距離が変更されていますし、恒星にも距離が不確定だった例もあります。

　それに比べて、超新星爆発はスペクトルから超新星のタイプが確定出来れば、明るさは正確にわかるので、距離を正確に測定したり、赤方偏移を正確に確定する尺度になるわけです。

回答No.1

chie65536（@chie65535）

＞なぜ超新星爆発なのでしょうか？

超新星爆発は「光度の変化の様子」から「見かけの明るさではなく、本来の明るさ」を推定する事が出来ます。

「本来の明るさ」と「見かけの明るさ」を比較すれば、その超新星までの距離を測定することが出来ます。

＞「一般的な恒星」でも赤方偏移の測定は出来そうな気もするのですが

一般的な恒星でも赤方偏移の測定は出来ます。ですが「見かけの明るさ」しか判りません。「本来の明るさ」が判らないので、恒星までの正確な距離が判りません。距離は「赤方偏移の度合い」から「推定する」しかありません。

お礼

早速の御回答ありがとうございます！

>> 超新星爆発は「光度の変化の様子」から「見かけの明るさではなく、本来の明るさ」を推定する事が出来ます。

もうひとつ質問させて頂いてよろしいでしょうか？
「光度の変化の様子」から本来の明るさが分かるとのことですが … 明るさというものはエネルギー（質量や重力の強さ）によって異なると思うのですが、どうすれば変化の様子から明るさが分かるのでしょうか？よろしくお願い致します。