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rプロセス元素から探る銀河の化学力学進化史

Research Project

Project/Area Number 15J00548
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

平居 悠  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords銀河進化 / 矮小銀河 / 化学進化 / 元素合成 / 銀河系 / rプロセス / 連星中性子星合体 / 電子捕獲型超新星爆発 / 銀河形成 / 金属欠乏星 / 超金属欠乏星
Outline of Annual Research Achievements

局所銀河群銀河に存在する金属欠乏星のrプロセス元素合成により合成される元素(ユーロピウム、金、ウランなど)は、銀河により異なる分布を示す。銀河系においては、超金属欠乏星のrプロセス元素分布に大きな分散があるが、矮小楕円体銀河では、rプロセス元素に富む星が見つかっていない。Reticulum II低光度矮小銀河では、銀河全体がrプロセス元素に富む星で構成されている。しかし、このような銀河ごとに異なるrプロセス元素分布が生じるメカニズムは未だ明らかになっていない。
本研究では、こうしたrプロセス元素分布の起源を明らかにすることを目的として、宇宙論的ズームインシミュレーションを行った。rプロセス元素の起源天体としては、連星中性子星合体を仮定した。その結果、中心銀河において、超金属欠乏星のrプロセス元素量に分散がみられた。この中で、rプロセス元素に富む星が形成された場所を解析すると、Reticulum II低光度矮小銀河と同程度の銀河でこれらの星が形成されたことが明らかになった。本研究により、銀河系にみられるrプロセス元素に富む星は、低光度矮小銀河と同程度の比較的小さい銀河で形成され、後に銀河系に降着した可能性があることが示唆された。
本年度は、亜鉛の化学進化についても研究を行なった。金属欠乏星の亜鉛組成は、rプロセス元素起源解明への鍵となると考えられている。本研究では、亜鉛の起源天体として有力視されている電子捕獲型超新星爆発・極超新星爆発が銀河の化学進化に与える影響を明らかにすることを目的として、これらの天体の効果を導入した銀河の化学力学進化計算を行った。その結果、亜鉛を多く持つ金属欠乏星の多くは、銀河形成初期に電子捕獲型超新星爆発からの放出物を取り込んで形成された星であることが明らかになった。本研究により、電子捕獲型超新星爆発が亜鉛の有力な起源天体となりうることが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results)

  • [Journal Article] Enrichment of Zinc in Galactic Chemodynamical Evolution Models2018

    • Author(s)
      Hirai, Y., Saitoh, T. R., Ishimaru, Y., Wanajo, S.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 855 Issue: 1 Pages: 63-63

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaaabc

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Early chemo-dynamical evolution of dwarf galaxies deduced from enrichment of r-process elements2017

    • Author(s)
      Yutaka Hirai, Yuhri Ishimaru, Takayuki R Saitoh, Michiko S Fujii, Jun Hidaka, Toshitaka Kajino
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 466 Issue: 2 Pages: 2474-2487

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3342

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemo-Dynamical Evolution of r-process Elements in the Local Group Galaxies2017

    • Author(s)
      Yutaka Hirai, Yuhri Ishimaru, Takayuki R Saitoh, Michiko S Fujii, Jun Hidaka, Toshitaka Kajino
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 14 Pages: 020204-020204

    • DOI

      10.7566/jpscp.14.020204

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Efficiency of Metal Mixing in Dwarf Galaxies2017

    • Author(s)
      Yutaka Hirai, Takayuki R. Saitoh
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 838 Issue: 2 Pages: L23-L23

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa6799

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemo-dynamical evolution model: Enrichment of r-process elements in the Local Group dwarf galaxies2016

    • Author(s)
      Yutaka Hirai, Yuhri Ishimaru, Takayuki R Saitoh, Michiko S Fujii, Jun Hidaka, Toshitaka Kajino
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: S317 Issue: S317 Pages: 308-309

    • DOI

      10.1017/s1743921315007139

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 銀河の化学力学進化から探るrプロセス起源天体2016

    • Author(s)
      平居悠
    • Journal Title

      天文月報

      Volume: 109 Pages: 479-488

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Enrichment of r-process Elements in Dwarf Spheroidal Galaxies in Chemo-dynamical Evolution Model2015

    • Author(s)
      Hirai, Yutaka; Ishimaru, Yuhri; Saitoh, Takayuki R.; Fujii, Michiko S.; Hidaka, Jun; Kajino, Toshitaka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 814 Issue: 1 Pages: 41-41

    • DOI

      10.1088/0004-637x/814/1/41

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Astrophysical site(s) of r-process elements in galactic chemodynamical evolution model2015

    • Author(s)
      Hirai, Yutaka; Ishimaru, Yuhri; Saitoh, Takayuki R.; Fujii, Michiko S.; Hidaka, Jun; Kajino, Toshitaka
    • Journal Title

      EPJ Web of Conferences

      Volume: 109 Pages: 02001-02001

    • DOI

      10.1051/epjconf/201610902001

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 矮小銀河の化学力学進化から探る銀河内での重元素の混合効率2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation and evolution of the Milky Way halo -Implication from the r-process abundances-2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      European Week of Astronomy and Space Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constraints on the efficiency of metal mixing in galaxies through the chemical abundances of metal-poor stars2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      2017 Asia-Pacific Regional IAU Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金属欠乏星の亜鉛組成から探る元素の混合効率2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemodynamical evolution of dwarf galaxies2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      The Japan-France Workshop “Neutron Star Mergers and Galactic Chemical Evolution”
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 矮小銀河の化学力学進化における重元素の役割2017

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      第30回理論懇シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] rプロセス元素から探る矮小銀河の化学力学進化2016

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      第29回 理論懇シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-12-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Early chemo-dynamical evolution of dwarf galaxies deduced from enrichment of r-process elements2016

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      平成28年度CfCAユーザーズミーティング
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards understanding the Milky Way formation: Insight from the enrichment of r-process elements2016

    • Author(s)
      Yutaka Hirai
    • Organizer
      The Milky Way and its environment
    • Place of Presentation
      Paris (France)
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銀河の力学進化から探る超金属欠乏星のrプロセス元素組成2016

    • Author(s)
      平居悠
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemo-dynamical evolution of r-process elements in the Local Group galaxies2016

    • Author(s)
      Yutaka Hirai
    • Organizer
      Nuclei in the Cosmos XIV
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-06-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemo-dynamical evolution of the Local Group dwarf galaxies: The origin of r-process elements2016

    • Author(s)
      Yutaka Hirai
    • Organizer
      The Interplay between Local and Global Processes in Galaxies
    • Place of Presentation
      Cozumel (Mexico)
    • Year and Date
      2016-04-11
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enrichment of r-process Elements in Dwarf Spheroidal Galaxies in Chemo-dynamical Evolution Model2016

    • Author(s)
      平居 悠
    • Organizer
      平成27年度CfCAユーザーズミーティング
    • Place of Presentation
      国立天文台水沢キャンパス(岩手県水沢市)
    • Year and Date
      2016-01-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる質量の矮小銀河におけるrプロセス元素分布2015

    • Author(s)
      平居 悠
    • Organizer
      日本天文学会2015年秋季年会
    • Place of Presentation
      甲南大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemo-dynamical evolution model: Enrichment of r-process elements in the Local Group dwarf galaxies2015

    • Author(s)
      Yutaka Hirai
    • Organizer
      第29回国際天文学連合総会
    • Place of Presentation
      ホノルル(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 連星中性子星合体による銀河のrプロセス元素分布2015

    • Author(s)
      平居 悠
    • Organizer
      第45回天文・天体物理若手夏の学校
    • Place of Presentation
      信州・戸倉上山田温泉 ホテル圓山荘(長野県千曲市)
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Astrophysical site(s) of r-process elements in galactic chemo-dynamical evolution model2015

    • Author(s)
      Yutaka Hirai
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies (OMEG2015)
    • Place of Presentation
      北京(中華人民共和国)
    • Year and Date
      2015-06-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銀河の化学力学進化から探るrプロセス起源天体2015

    • Author(s)
      平居 悠
    • Organizer
      第2回銀河進化研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-06-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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