2002 Fiscal Year Annual Research Report

爆発的天体現象における放射性重元素合成と宇宙・銀河年齢

Research Project

Project/Area Number	13640313
Research Institution	National Astronomical Observatory of Japan
Principal Investigator	梶野敏貴国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (20169444)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	本林透理化学研究所, 主任研究員 (20116114) 安藤裕康国立天文台, 光学赤外線天文学・観測システム研究系, 教授 (90111559) 千葉柾司国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助教授 (50217246) 住吉光介沼津工業高等専門学校, 助教授 (30280720) 谷畑勇夫理化学研究所, 主任研究員 (10089873)
Keywords	宇宙年齢 / 超新星爆発 / ニュートリノ / 金属欠乏星 / 放射性重元素 / 銀河の化学進化 / Rプロセス / Sプロセス
Research Abstract	超新星爆発における速い中性子捕獲反応(R-プロセス)、および、小中質量晩期型AGB星における遅い中性子捕獲反応(S-プロセス)による重元素合成の理論・観測・実験研究を行った。超新星爆発の際に発生するニュートリノ駆動風の理論モデルの精巧化に努め、大型科学計算機を駆使した爆発流体のシミュレーション、および、元素合成過程の理論数値シミユレーシヨンを実行して、爆発的R-プロセスの詳細を研究した。昨年までのわれわれの理論モデルでは、原始中性子星の質量が2倍太陽質量程度でないと、十分高いエントロピーと短い膨張タイムスケールを実現できなかったが、ニュートリノ駆動風の外部境界条件を適正に選ぶことによって、1.4倍太陽質量の典型的な中性子星を残すような超新星爆発モデルでもR-プロセス元素合成が成功することを明らかにした。理論計モデルの精巧化に必要とされる原子核反応データは、理化学研究所や東京大学原子核科学センターをはじめとする原子核・素粒子実験施設における物理実験で取得した。また、ゼロメタルの始源ガスからの星の進化モデルを構築することによって、小中質量晩期型AGB星におけるS-プロセス元素合成を研究した。天文観測で発見された太陽系の1000分の1程度の金属量しか含まない初期世代星の観測と比較し、従来のインターパルス間に起きるとされるS-プロセスでは、Ba量に規格化した場合、極端に低いSr-Y-Zr量と太陽系程度にレギュレートされたPb量を説明できないことを観測・理論で明らかにした。従来の理論モデルに代わって、ヘリウム燃焼パルス中に大量の中性子が発生してS-プロセスが進行するという新しい理論モデルを提唱した。これを検証するため、すばる望遠鏡を用いた金属欠乏星の天文観測を行った。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] T.Kajino, et al.: "Recent Progress in Cosmology and Nuclear Astrophysics"Prog.Theor.Phys.Suppl.. 146. 247-257 (2002)
[Publications] S.G.Ryan, et al.: "Rapid rotation of ultra-Li-depleted halo stars and their association with blue stragglers"Astrophys.J.. 571. 501-511 (2002)
[Publications] M.A.Famiano, et al.: "Light element nucleosynthesis from jet interactions in active galactic nuclei"Astrophys.J.. 576. 89-100 (2002)
[Publications] M.Terasawa, et al.: "R-process nucleosynthesis in neutrino-driven winds from a typical neutron star with M=1.4Msolar"Astrophys.J.Lett.. 578. 137-140 (2002)
[Publications] M.Orito, et al.: "Constraints on Neutrino Degeneracy from the Cosmic Microwave Background and Primordial Nucleosynthesis"Phys.Rev.. D65. 123504-1-123504-7 (2002)
[Publications] T.Kajino: "Cosmological Nucleosynthesis in the Big-Bang and Supernovae"J.Nucl.Sci.&Tech.Suppl.. II. 530-535 (2002)
[Publications] N.Yahiro, et al.: "Constraints on Cosmic Quintessence and quintessential inflation"Phys.Rev.. D65. 063502-1-063502-9 (2002)
[Publications] W.Aoki, et al.: "Chemical composition of carbon-rich, very metal-poor subgiant LP625-44 observed with the Subaru/HDS"Pub.Astron.Soc.Japan. 54. 427-449 (2002)
[Publications] K.Ichki, et al.: "Observational constraints on dark radiation in brane cosmology"Phys.Rev.. D66. 043521-1-043521-5 (2002)
[Publications] K.Sumiyoshi, H.Utsunomiya, S.Goko, T.Kajino: "Astrophysical reaction rate for α (αn, γ) 9Be by photodisintegration"Nucl.Phys.. A709. 467-486 (2002)
[Publications] S.Okamura, et al.: "Candidates for intracluster planetary nebulae on the Virgo Cluster based on the Suprime-Cam Narrow-Band Imaging in O[III] and Hα"Pub.Astron.Soc.Japan. 54. 883-889 (2002)
[Publications] N.Iwamoto, et al.: "Discovery of Early Generation S-Process Star and the Nucleosynthesis"J.Ncl.Sci.&Tech.Suppl.. II. 554-557 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

爆発的天体現象における放射性重元素合成と宇宙・銀河年齢

Principal Investigator

梶野 敏貴 国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (20169444)

Research Products

[Publications] T.Kajino, et al.: "Recent Progress in Cosmology and Nuclear Astrophysics"Prog.Theor.Phys.Suppl.. 146. 247-257 (2002)

[Publications] S.G.Ryan, et al.: "Rapid rotation of ultra-Li-depleted halo stars and their association with blue stragglers"Astrophys.J.. 571. 501-511 (2002)

[Publications] M.A.Famiano, et al.: "Light element nucleosynthesis from jet interactions in active galactic nuclei"Astrophys.J.. 576. 89-100 (2002)

[Publications] M.Terasawa, et al.: "R-process nucleosynthesis in neutrino-driven winds from a typical neutron star with M=1.4Msolar"Astrophys.J.Lett.. 578. 137-140 (2002)

[Publications] M.Orito, et al.: "Constraints on Neutrino Degeneracy from the Cosmic Microwave Background and Primordial Nucleosynthesis"Phys.Rev.. D65. 123504-1-123504-7 (2002)

[Publications] T.Kajino: "Cosmological Nucleosynthesis in the Big-Bang and Supernovae"J.Nucl.Sci.&Tech.Suppl.. II. 530-535 (2002)

[Publications] N.Yahiro, et al.: "Constraints on Cosmic Quintessence and quintessential inflation"Phys.Rev.. D65. 063502-1-063502-9 (2002)

[Publications] W.Aoki, et al.: "Chemical composition of carbon-rich, very metal-poor subgiant LP625-44 observed with the Subaru/HDS"Pub.Astron.Soc.Japan. 54. 427-449 (2002)

[Publications] K.Ichki, et al.: "Observational constraints on dark radiation in brane cosmology"Phys.Rev.. D66. 043521-1-043521-5 (2002)

[Publications] K.Sumiyoshi, H.Utsunomiya, S.Goko, T.Kajino: "Astrophysical reaction rate for α (αn, γ) 9Be by photodisintegration"Nucl.Phys.. A709. 467-486 (2002)

[Publications] S.Okamura, et al.: "Candidates for intracluster planetary nebulae on the Virgo Cluster based on the Suprime-Cam Narrow-Band Imaging in O[III] and Hα"Pub.Astron.Soc.Japan. 54. 883-889 (2002)

[Publications] N.Iwamoto, et al.: "Discovery of Early Generation S-Process Star and the Nucleosynthesis"J.Ncl.Sci.&Tech.Suppl.. II. 554-557 (2002)

梶野敏貴国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (20169444)