ベテルギウスが一世紀にわたって隠してきた伴星がついに撮影された

偉大な星にはそれぞれ秘密がある。オリオン座の肩に位置する赤色超巨星ベテルギウスは、歴史上最も観測されてきた星のひとつだが、約100年にわたってある秘密を抱えていた。天文学者たちは、この星に伴星が存在すると予想していた。その存在を予測し、質量や軌道をモデル化してきた。しかし、今年になるまで、直接観測することはできていなかった。

その画像は劇的なものではない。2024年12月、チリのアタカマ砂漠にあるESOの超大型望遠鏡（Very Large Telescope）に搭載されたSPHERE装置によって捉えられた、ベテルギウス自体の約3万分の1の明るさしかない、ひとつの明るい点にすぎない。その点の背後には、100年分の物理学と疑惑、そしてパリ天文台の主任研究者ミゲル・モンタルジェ（Miguel Montargès）の言葉を借りれば、科学者たちが椅子から飛び上がるような瞬間が横たわっている。

検出方法

SPHEREはこの目的のために作られたわけではない。この装置は、惑星の主星の眩しい光を抑えて系外惑星を検出するために設計された。ベテルギウスの伴星は、その問題の特定のバージョンを示していた。ベテルギウスは太陽の約700倍の直径を持ち、明るさの比が3万分の1であるため、どんな伴星もその光の中に隠れてしまう。

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伴星の信号を分離するために、研究チームはまず適切な幾何学的配置を必要とした。伴星は、地球から見てベテルギウスとの角距離が最大になる位置、つまり二つの天体が空で最も離れて見える瞬間にある必要があった。その機会は2024年12月に訪れた。その後、チームはデータの処理に数ヶ月を費やし、ベテルギウスの寄与をピクセル単位で差し引いていき、ついに微弱な二次光源が浮かび上がった。その光源――非公式にシワルハ（Siwarha）と呼ばれる――こそ、100年にわたる恒星モデルから欠落していた天体である。

ベテルギウスBの正体

その伴星は、ほとんどのモデルが予測したよりも質量が大きいことが判明した。初期の推定では太陽質量程度とされていた。新たなデータは、太陽の2～3倍の質量を持つ、高温で青いB型主系列星であり、ベテルギウスの周りを約6年の公転周期で回っていることを示している。

その質量は、この発見の重要性を変える。この大きさの伴星は、単なる傍観者ではない。それはベテルギウスが恒星風を通じて質量を放出する方法、赤色超巨星の外層の動き、そして最終的な超新星爆発の展開に影響を与える可能性がある。「この伴星が赤色超巨星の進化に影響を与えるかどうか、まさにその問いが開かれた」とモンタルジェは述べた。

100年にわたる疑惑

ベテルギウスが孤独ではないという考えは、約100年前にさかのぼる。その頃、天文学者たちはベテルギウスの周期的な明るさの変動が、星自身の脈動だけでは説明できないほど複雑であることに気づいていた。重力による伴星が、その変動の一部を説明できる――ベテルギウスの外層を引っ張り、光度曲線に不規則性を加えている可能性がある。

ベテルギウスは別の理由でも空で最も注目される星の一つである。今後10万年以内に超新星爆発を起こすからだ。その爆発が起これば、地球からは日中でも一時的に肉眼で見えるようになる。2019～2020年の「大減光」現象では、ベテルギウスが劇的に暗くなり、世界的な注目を集めたが、モンタルジェのチームはそれがベテルギウス自身の表面から大量の塵が放出されたことによるものであり、差し迫った崩壊ではないことを示した。

伴星の存在は、その歴史に新たな変数を加える。連星系は単独星とは異なる進化を遂げる。シワルハの存在は、ベテルギウスの質量放出の歴史、自転、そして将来の爆発の幾何学的形状に関するモデルに未知の要素をもたらす。

これで決着するわけではない

「これは100年にわたる探求の結論です」とモンタルジェは語った。しかし、探求は終わっていない。この画像は伴星の存在を示す最も強力な証拠であるが、最終的な確認ではない。ベテルギウスBが実際に赤色超巨星の周りを公転しているのか、それともたまたま近くに見える背景の星なのかを確かめるには、第二の観測が必要である。推定公転周期が6年であることから、伴星は約1年後にはベテルギウスの反対側に現れるはずだ。もしそうなれば、その解釈は明白になる。

重力結合も未解決である。伴星の位置は、モデルが軌道のこの段階で予測した位置と一致している――強い状況証拠である。しかし、その予測を確認するには追跡観測が必要である。

ベテルギウスの超新星爆発への影響は、依然として計り知れない。軌道距離、正確な質量比、二つの星の間の潮汐相互作用の程度をすべて確定しなければ、モデルはシワルハを現実的な爆発シナリオに組み込むことができない。この発見は問いを開くものであり、答えるものではない。

ベテルギウスとその伴星に関するよくある質問

ベテルギウスはいつ超新星爆発を起こすのか？ 今後10万年以内だが、その推定には大きな不確実性が伴う。恒星の死のタイミングを予測することは、完全なモデルを用いても実際には困難であり、伴星の存在は既存の予測には含まれていなかった新たな変数をもたらす。

ベテルギウスBは超新星爆発に影響を与える可能性があるか？ 可能性はある。連星の伴星は、恒星の自転速度、質量放出率、外層の幾何学的形状を変化させることができる――これらの要素は爆発のエネルギーと形状を形作る。研究者たちは、軌道パラメータが完全に確定していないため、その影響をまだ定量化できない。

2019～2020年の大減光の原因は何か？ ベテルギウスが自身の表面から放出した塵の雲である。伴星が原因として特定されておらず、両者の関連性（もしあれば）は未解決の疑問である。

ベテルギウスまでの距離は？ 約700光年。その超新星爆発は地球から日中でも見えるが、その距離では危険はない。危険なガンマ線バーストを発生させる可能性のある最も近い星は、はるかに近く、異なる方向にある。

モンタルジェのチームは2025年後半に再びベテルギウスを観測し、軌道の反対側でシワルハを探す予定である。6年の軌道モデルが示す位置に伴星が現れれば、100年にわたる仮説が確認された事実となる。

Montargès et al., “VLT/SPHERE imaging of the candidate companion of Betelgeuse,” Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661023

タグ: ESO, Supernova, Betelgeuse, Miguel Montargès, SPHERE instrument, stellar evolution

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