超新星背景ニュートリノとは何か

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重力崩壊型超新星爆発は、太陽の約8倍以上の重い星が寿命の終わりに起こす大爆発です。核融合が止まると重力で中心が急激に潰れ、超高密度の中性子星やブラックホールが生まれます。

その反動で外側の層が吹き飛び、宇宙に大量の物質とエネルギーが放出されます。炭素や酸素、シリコンや鉄といった、私たち自身や身の回りに存在する元素の多くは、こうした爆発によって生み出されたと考えられています。

宇宙全体では毎秒数回の頻度で超新星爆発が起きており、宇宙が生まれてから現在まで放出されたニュートリノは宇宙空間に拡散・蓄積されています。その総和が「超新星背景ニュートリノ」です。しかし、はるか遠方から飛来するニュートリノは拡散してしまい、その信号は非常に微弱であるため、これまで検出は極めて困難でした。

超新星背景ニュートリノを捉えることは、宇宙の元素合成史や星形成の歴史を定量的に解明し、理論モデルを検証する決定的な観測手段となります。この観測に挑むことは、まさに宇宙の歴史に刻まれた超新星爆発の「かすかなささやき」に耳を澄ますことにほかなりません。