宇宙を満たすニュートリノの “ささやき声” 「超新星背景ニュートリノ」の兆候をスーパーカミオカンデが捉える

宇宙うちゅうの歴史れきしのなかで発生はっせいした無数むすうの超新星爆発ちょうしんせいばくはつによる「超新星背景ちょうしんせいはいけいニュートリノ」の兆候ちょうこうを、岐阜県ぎふけん飛騨市ひだしの「スーパーカミオカンデ」が世界せかいで初はじめて捉とらえました。東京大学とうきょうだいがく宇宙線研究所うちゅうせんけんきゅうじょなどの「スーパーカミオカンデ国際こくさい共同研究きょうどうけんきゅうグループ」が発表はっぴょうしました。

太陽たいようよりも重おもい恒星こうせいがその一生いっしょうを終おえるときに起おこす「超新星爆発ちょうしんせいばくはつ」では、膨大ぼうだいな数かずのニュートリノが放出ほうしゅつされます。このニュートリノは宇宙うちゅうに満みちており、地球ちきゅうにも絶たえず降ふり注そそいでいますが、物質ぶっしつとほとんど反応はんのうしないため、これまでにその「ささやき声ごえ」を直接ちょくせつ検出けんしゅつすることは極きわめて困難こんなんでした。

今回こんかいの研究けんきゅうでは、タンクに純水じゅんすいをためていた2008年ねんから2020年ねんまでの3349日間にちかんと、検出感度けんしゅつかんどを高たかめるためにガドリニウムを加くわえた2020年ねん以降いこうの1653日間にちかん、合あわせて5002日間にちかんのデータを解析かいせきしました。宇宙線うちゅうせんや大気たいきニュートリノといった他ほかの要因よういんによる雑音ざつおんを綿密めんみつに排除はいじょしたところ、超新星背景ちょうしんせいはいけいニュートリノによるものとみられる信号しんごうが残のこりました。

この信号しんごうは、毎秒まいびょう1平方へいほうセンチメートルあたり約やく3.6個このニュートリノが地球ちきゅうを通過つうかしていることを示しめしており、従来じゅうらいの理論りろん予測よそくと一致いっちします。この結果けっかが偶然ぐうぜんに生しょうじる確率かくりつは約やく0.5%（2.6シグマの有意性ゆういせい）であり、科学的かがくてきな「発見はっけん」（5シグマ以上いじょう）にはまだ達たっしていませんが、その「兆候ちょうこう」を捉とらえたことは確実かくじつな一歩いっぽです。

今後こんごさらに観測かんそくデータを蓄積ちくせきすることで「発見はっけん」へとつながれば、宇宙うちゅうにおけるブラックホールや中性子星ちゅうせいしせいの数かず、さらには元素げんそ合成ごうせいの歴史れきしなどを解とき明あかす重要じゅうような鍵かぎとなることが期待きたいされています。