| Project/Area Number |
19H00694
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田沼 肇 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30244411)
中村 信行 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (50361837)
加藤 太治 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (60370136)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
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| Keywords | 中性子星合体 / 原子データ / 重力波 / 重元素 |
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| Outline of Research at the Start |
2017年に中性子星合体からの重力波が初めて検出され、電磁波対応天体の観測から中性子星合体で鉄よりも重い元素が作られた兆候が得られた。本研究は、中性子星合体の分光データを読み解き、合成された元素の種類を明らかにすることを目的として、原子構造計算とイオン分光実験によって精密な重元素の原子データを網羅的に構築し、輻射輸送シミュレーションによって中性子星合体からの電磁波放射の正確な計算を行う。本研究の結果から、中性子星合体が合成・放出している元素の種類と量を明らかにすることで、宇宙における重元素の起源を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
By performing systematic atomic calculations for heavy elements synthesized in neutron star mergers, we have constructed fundamental atomic data for the interpretation of kilonova signal. Also, we performed laser induced breakdown spectroscopy to measure transition probabilities of heavy elements, which serve as benchmark for theoretical atomic calculations. By using these results, we constructed complete and accurate atomic data for the application to kilonova. We have performed radiative transfer simulations using the new atomic data and succeeded in identifying heavy element features in optical and near-infrared spectra of kilonova.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、中性子星合体からの電磁波シグナル（キロノバ）の解釈のために必要不可欠な重元素の原子データを構築することに成功した。その結果、キロノバのスペクトルの解釈が可能となり、中性子星合体でストロンチウム、セリウム、ランタンといった元素が合成されたことを初めて分光学的に明らかにすることができた。本研究の成果は、宇宙における重元素の起源の理解を大きく進めるものである。また、構築した原子データは全世界に向けて公開されており、本研究の成果は広く研究コミュニティに貢献するものである。
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