太陽系誕生時に元素を供給した超新星はいつ爆発したのか？ 放射性元素“ルテニウム98”を調べれば分かるかも

超新星爆発で起こる原子核反応のモデル計算から、反電子ニュートリノが放射性元素“テクネチウム98”を生成することが導き出されたんですねー

この元素の痕跡を隕石中に探せば、太陽系が形成される前に起こった超新星爆発の年代が分かるようですよ。


反電子ニュートリノからできる放射性元素“テクネチウム98”

太陽の8倍以上の質量で生まれる恒星は、一生の最後に超新星爆発を起こします。

その際、中心部から大量のニュートリノが放出され、既に存在している原子核と核反応を起こして新たな核種を生成するんですねー

ただ、6種類あるニュートリノのうち、5種類によって生成される原子核は特定されているのですが、“反電子ニュートリノ”が関与してできる原子核はまだ知られていません。

今回の研究で分かったのは、超新星爆発の反電子ニュートリノから放射性元素“テクネチウム98（98Tc）”が生成されること。
　　原子核の詳細な構造の計算と超新星爆発のモデルから、
　　量子科学技術研究開発機構と国立天文台の研究チームが見つけいる。

超新星爆発ニュートリノによる元素生成（イメージ図）。

“テクネチウム98”は420万年ほどで“ルテニウム98”へ

“テクネチウム98”は420万年ほどの半減期で“ルテニウム98（98Ru）”に崩壊してしまいます。
なので、太陽系形成時に存在していたとしても46億年の間に無くなってしまい、天然には存在できません。

でも、太陽系形成時に“テクネチウム98”が存在していた場合には、始原的隕石中に“ルテニウム98”が含まれているはず。この“ルテニウム98”の量を計算すれば太陽系形成時の“テクネチウム98”の量が分かるんですねー

超新星爆発で生成された物資の一部が原始太陽系に混ざる（イメージ図）。

そして研究の結果示されたのは、超新星爆発が太陽系形成の直前に起こった場合は、隕石に残される“ルテニウム98”の量は測定可能なほど多くなることでした。

今後、隕石の研究が進めば、“ルテニウム98”の量の測定をもとに、太陽系が誕生した時に元素を供給した超新星が太陽系形成時代よりもどれぐらい前に爆発したかを知ることもできます。

超新星ニュートリノが生成する放射性元素で測る太陽系の時間。

さらに、“ルテニウム98”の量から“テクネチウム98の量を見積もれば、超新星爆発で放出された反電子ニュートリノの平均エネルギーも決定できます。

このことは、超新星爆発のメカニズムの理解や“ニュートリノ振動”といった物理現象の理解にもつながるんですねー。

今回の結果で、超新星ニュートリノの正確なエネルギー分布を知る手がかりが得られました。

ハイパーカミオカンデなどの将来のニュートリノ観測器によって超新星ニュートリノが測定できとき、超新星のさらなる解明に今回の研究が役立つといいですね。


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