星が死にゆく最後の瞬間、超新星爆発を限りなく実体験に近い世界で体感

⚫︎研究者は星が死んだ後に残るものをVRで表現。

⚫︎チャンドラX線天文台とスピッツァー宇宙望遠鏡のデータを用いて、カシオペアAという超新星残骸のモデルを作成しました。

カシオペアAは、銀河系で最も若い超新星残骸として知られており、周波数1GHz以上の最も明るい太陽系外電波源である。この超新星は、(寿命を終えた星の爆発)約11,000光年離れたカシオペア座で発生したもので、地球から見ると約10光年の距離にあるように見えます。

フィルター付きの234ミリまでの基本的な望遠鏡を使って、可視光の波長で見ることができました。この爆発の光は、約340年前に初めて地球に届いたが、1940年代後半まで観測されることはありませんでした。

膨大な距離ではありますが、今では爆発後の様子を可視化することができるようになりました。ハーバード大学とブラウン大学の研究チームは、超新星の内部がどのようになっているかを体験できる新しい模型を開発しました。

仮想現実の描写

このVRプロジェクトは、NASAのチャンドラX線天文台やスピッツァー宇宙望遠鏡など、カシオペア座Aを研究している望遠鏡から得られたX線、光学、赤外線データを基にしたものです。VTKとMinVR という2つのデータの可視化プラットフォームを使って、死んだ星を3次元モデルにレンダリングします。

このVR体験は、宇宙を愛する人々が巨大な超新星の鮮やかなレンダリングの中を歩き、見えるものを説明する簡単な見出しを読みながら、死んだ星の様々な部分に触れることができるものです。

星がどのようにさまざまな元素を生成し、宇宙に拡散していくのかを理解するために、研究者は長年、超新星残骸を研究してきました。星が死ぬと、その元素をすべて宇宙空間にばらまきます。

つまり、骨に含まれるカルシウムや血液に含まれる鉄分など、生命を構成する要素を生み出すのが星の役割なのです。実は、地球上のほぼすべての元素は星の核で形成され、私たちは星屑でできているのです。

緑色の領域は鉄、黄色の領域はアルゴンとシリコンを表します。｜Credit: NASA/CXC

カシオペア座Aの元素に含まれている硫黄、ケイ素、鉄、アルゴン、ネオンなどをVRモデルで表現しています。クリアで新鮮な視点を与えるために、各元素を異なる色で表現しています。

VR特別仕様

VR caveのカシオペアAの3Dバージョンは、リクエストに応じて提供します。壁や床がプロジェクションスクリーンになっている、宇宙好きのための特別設計のユニークな部屋です。

また、研究者はGoogle Cardboardや同様のスマートフォンプラットフォームのための別バージョンも開発し、カシオペア座Aのインタラクティブなブラウザベースの3Dアプリケーションと360度動画も作成しました（今回のプロジェクトには含まれない）。

最近VR機器の人気が出てから普及が増えつつあるので、大人だけでなく若い世代の間でも天文学に興味を持つきっかけにするには最適です。すでにいくつかの分野で活用されており、例えば、ゲーム会社が盛り上げるために利用したり、多くの病院が医療スタッフの手術準備のために導入しています。

研究チームは現在、このプロジェクトを視覚障がい者の方にもご利用いただけるように取り組んでいます。色に音声要素を組み込んでいく予定です。

また、別の超新星であるSN1907Aの新しいモデルや、その他の天体物理学的な制約やパラメータを示すことが期待されています。今回は、カシオペアAの時よりも少ない労力でモデルを作ることに挑戦するそうです。