英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
超新星は、大質量の恒星や近接連星系の白色矮星が起こす大規模な爆発によって輝く天体。古くから記録が残り、重い元素を宇宙にばらまいて新しい星の材料を生み出してきた。 このクイズでは、名前の由来や命名のルール、Ia型・II型などの分類、爆発のしくみ、SN 1987Aの観測、超新星残骸、地球への影響までを幅広く出題する。 やさしい問題から天文ファン向けの難問まで、解説を読みながら楽しめる。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01超新星爆発の後、中心部に中性子星のほか何が残ることがある？
ブラックホール
爆発によって星の本体は四散する。超新星の発する光は、新星を格段に凌駕する明るさになる。
Q 02「新星」と訳される nova は、もともと何語の言葉？
ラテン語
新星は、夜空に明るい星が突如輝き出し、まるで星が新しく生まれたように見えるもので、ルネサンス期には既に認識されていた。
Q 03近くで超新星爆発が起きても生き残れるとされるのは、どこにすむ生物？
地下深く
バクテリアなどの生物は直接的影響がほぼないという。一方で地表は汚染され、生命体が住める環境に戻るまでには数年を要すると言われている。
Q 04SN 1987Aで発生した素粒子を検出した、日本の観測施設は？
カミオカンデ
この検出をきっかけに、宇宙から届く素粒子で天体を調べる新しい天文学が進展することとなった。
Q 05超新星爆発の衝撃波が星間物質の密度にゆらぎを生み、促すものは？
星の誕生
超新星爆発は、恒星内部の核融合反応で生成した酸素や窒素などの元素を恒星間空間にばらまく役割も果たした。
Q 06超新星の観測成果で2002年度のノーベル物理学賞を受賞したのは誰？
小柴昌俊
受賞につながったのは、1987年に出現した超新星から届いた素粒子を日本の観測施設でとらえた成果である。
Q 07爆発エネルギーが通常の10倍以上ある超新星を、特に何と呼ぶ？
極超新星
スペクトルに主要な元素の吸収線が見られず、従来のIc型とも類似性が認められない。
Q 081885年、新星よりはるかに明るい星が現れた銀河は？
アンドロメダ銀河
この星の出現で新星を超える天体の存在が確認され、supernova（「超」新星）という語が生まれた。
Q 09II型超新星の原因と考えられている、星に起こる現象は？
重力崩壊
そのためII型超新星は「core-collapsed supernova（中心崩壊型超新星）」とも呼ばれる。
Q 10肉眼でも見えた超新星SN 1987Aが出現した、銀河系の伴銀河は？
大マゼラン雲
系外銀河に出現した超新星は遠すぎて通常は肉眼では見えないが、SN 1987Aは肉眼でも見える明るさになり、精密な観測がなされた。
Q 11超新星SN 1994Dは、1994年に発見された内で何番目の超新星？
4番目
超新星は普通「SN 西暦年 番号」の形式で呼ばれ、番号はその年の最初の発見から順にA、B、Cと振っていく。
Q 12超新星爆発時に合成されたとされるダイヤモンドの粒子は、何の中から見つかった？
隕石
超新星爆発時に合成されたと考える手がかりになったのは、粒子に含まれる元素の同位体比である。
Q 13近いうちに超新星爆発を起こすと予測される、約600光年離れた星は？
アンタレス
約640光年の距離にあるベテルギウスも、近いうちにII型超新星爆発を起こすと予測されている。
Q 14超新星の最も古い記録は、何世紀に中国で残された？
Q 21SN 1987Aを起こした星は、収縮する前に一度どんな星に膨張していた？
赤色超巨星
膨張した星が収縮して高温の星になってから爆発するという特異な過程をとり、最大光度も通常のII型超新星より暗いものであった。
Q 22太陽の10倍程度より重い星で、核融合の最後にできる中心核は？
鉄56
こうした重い星では、中心核が縮退することなく核融合が進んでいく。
Q 23I型超新星をIb型とIc型に分けるのは、どの元素の吸収線の有無？
ヘリウム
Ib型とIc型については機構がよく分かっていないが、II型と同様、恒星の一生の最後に迎える大爆発である。
Q 24IIP型超新星の「P」が表す、光度曲線の特徴は？
2世紀
ティコ・ブラーエやヨハネス・ケプラーも観測記録を残しているが、実態が知られるようになったのは19世紀後半になってからである。
Q 15初期の宇宙にわずかに存在した元素は、リチウムと何？
ベリリウム
初期の宇宙の元素はほとんどが最も軽い2種類の元素の同位体で、それより重い元素の多くは恒星内部での核融合反応で生成した。
Q 16銀河系内の超新星は、何年を最後に発見されていない？
1604年
銀河中心核をはさんだ反対側に出現したり、地球近傍でも濃い星間雲に隠されたりして見えなかったためと考えられている。
Q 17距離測定で明るさの基準として使える天体を何と呼ぶ？
標準光源
Ia型超新星はピーク時の絶対等級がほぼ一定で非常に明るいため、宇宙モデルの検証などでしばしば用いられる。
Q 18超新星のI型とII型は、どの元素の吸収線が見られるかで分類される？
水素
III型、IV型、V型といった分類もかつては使われていたが、現在ではこれらはまとめてII型に分類される。
Q 19連星系の白色矮星が相手の星のガスで質量を増やし、達する限界は？
チャンドラセカール限界
この限界に達した白色矮星は、自らの重力による収縮を支えきれなくなり、Ia型超新星の発生契機となる。
Q 20Ia型超新星の大爆発は、中心核でどの元素の核融合反応が暴走して起こる？
炭素
核融合反応の暴走は、白色矮星が自らの重力で収縮することによって引き起こされる。
平坦期
PはPlateauの頭文字で、光度がほとんど一定になる時期を指す。
Q 25I型超新星のうち、Ia型はどの元素の吸収線が見られるもの？
珪素
Ia型は楕円状銀河・渦状銀河・不規則銀河といったあらゆる型の銀河に出現するが、II型よりは少ない。
Q 26重い星が強い恒星風を出し、コアがむき出しになった星を何と呼ぶ？
ウォルフライエ星
Ib型やIc型の超新星のもとになる星の候補と考えられ、近接連星における質量移動も候補に挙げられている。
Q 272013年、ケプラーの超新星の残骸を観測して金属量を調べたX線衛星は？
すざく
森浩二宮崎大学准教授などのグループが、この残骸は他の超新星に比べて金属量が3倍あることを突き止めた。
Q 28ネオンやマグネシウムの縮退した中心核ができるのは、太陽の約何倍より重い星？
8倍
この中心核は星が赤い超巨星に進化した段階で作られ、やがて陽子の電子捕獲反応が起きて一気に崩壊する。
Q 29.Ia型という新しいタイプの超新星が提唱されたのは何年？
2007年
.Ia型は、爆発時の明るさとその持続時間が、いずれもIa型の数値とくらべて小数点以下くらいしかない超新星である。
Q 30超新星の内部コアで生じた衝撃波は、何の放出によって弱まる？
ニュートリノ
この衝撃波は典型的な爆発の運動エネルギーと比べて二桁ほど大きいが、弱まるため外部コアを通り抜けられないと考えられている。