【連載】TECH-MAG 研究室レポート

オリオン座にあるベテルギウスのような赤色超巨星、つまり赤い大きな星は、星の寿命が尽きる際に超新星爆発という巨大な爆発を起こします。この超新星爆発がいつ起こるのか、また超新星爆発を起こすまでにどのような進化を遂げるのかを研究するには、星の正確な温度を知ることが重要です。

しかし、星は地球と違ってガスでできており、表面がどこなのかはっきりと分かりません。特に赤く膨らんだ星の場合は上層の大気の影響もあり、正しい表面温度を導き出すのは簡単ではありませんでした。そこで、従来の形とは異なる新しい計測方法を生み出そうとしたのが今回の研究です。

どのような方法を用いて観測したのでしょうか？

今回私たちは、対象の赤色超巨星から得たスペクトルデータと、干渉計（干渉現象を利用して星のサイズ測定を行う装置）などによってすでに温度が分かっている星のスペクトルデータを組み合わせることで、温度を正確に測れるのではと考えました。そこで、赤外線高分散分光器という「体温計」のような装置で対象のスペクトルデータを取得し、既知の赤色巨星のデータと比較したところ、太陽近傍にある10個の赤色超巨星の表面温度を測定することに成功しました。

従来の方法よりも高精度の数値が計測できるようになった、ということでしょうか？

いえ、そうではありません。我々が提唱した計測方法と従来の方法とで、計測結果自体に差はありません。これまでよりも手軽な方法で、同等の計測ができるようになったと考えてもらえればと思います。

今回の研究は天文学にどのような影響を与えますか？

従来の方法で星の表面温度を測定するために必要な理論的モデル作りは、十分に経験を積んだ研究者しかできません。正確なモデル作りができるようになるまで何年もかかる「職人芸」の世界です。そのため、新しい研究者が自分の考えを試すことがなかなかできませんでした。しかし、私たちの方法は「体温計」のような装置を星に向けるだけで使えるような手軽さです。そのため、今回の成果は研究の間口を広げるきっかけになるのではと考えています。

これまでは新しいアイデアを持っていても、解析手法の壁が高いことで断念せざるを得ないケースもあったと思います。しかし手軽に観測的研究に取り組めるようになれば、従来の方法では取り組めなかった手法やアイデアを実行することができますし、データも蓄積します。従来よりも必要な作業が簡素化するため、研究スピードのアップにもつながるはずです。今回の研究成果が天文学全体を推し進める原動力になればうれしいですね。

どの星に注目するのかの基準はあるのでしょうか？

「この星はこうなっていた」で完結するのではなく、新しいアイデアにつながる情報を得ることが大切です。そのため、例えば銀河の重要なイベントが分かるような、他の研究に影響を与えるような情報が得られる星を選ぶようにしています。とはいえ、どの星にどんな情報があり、それがどのように次につながるのか正解は誰も知りません。半分くらい勘です(笑)。

注目した星で大きな発見をすれば大当たりですし、残念ながら成果が得られないこともあります。「運」が左右する部分も多い研究です。まるで宝探しのような感覚ですね。初めからキラキラ光っている宝石のような星もありますし、詳しく調べることで初めて実はお宝だと気付く星もあります。何が得られるか分からないのは、難しいながらも面白い要素だと思います。

宇宙の法則の前では誰もが平等

先生が天文学に興味をもったきっかけは何でしょうか？

「小さいころからなんとなく星を見るのが好きで、近くにあったプラネタリウムによく通っていました。投影される星を見ていると、自分が宇宙に行っているような気持ちになってわくわくしたのを覚えています。そうした幼少期の体験もあり、高校のときにはすでに天文学の道に進みたいと考え、大学でも天文学科に進みました。何か特別な経験があったというよりは、物心ついたころにはすでに宇宙のように自分のよく知らない世界のことを考えるのが楽しかったということですね。

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天文学の研究者になりたいと思うようになった経験や成功体験はありますか？

これも何かきっかけがあったのではありません。規模の大小問わず、天文学の研究自体が楽しいと感じたからです。学部の4年生のときに研究グループで南アフリカに観測に行ったのも面白かったですが、普段行っている実習も面白かったです。「この研究が自分に合っている」と思いました。そのときから今に至るまでずっと楽しいと感じています。