2019 Fiscal Year Research-status Report
A study on the early history of star and binary formation and the Galaxy formation through the analysis of carbon-enhanced, metal-poor stars in the Galactic halo
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19K03931
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤本 正行 北海道大学, 理学研究院, 名誉教授 (00111708)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 銀河系形成史 / 恒星進化 / 元素の起源 / 星・連星系形成 / 漸近巨星分枝星 / 中性子捕獲元素合成 / 星風・質量放出 / 宇宙初代星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年の大規模な探査、すばる等の大型望遠鏡の高分散分光観測でその全貌が明らかにされてきた銀河系ハローの金属欠乏星を対象として、その存在や組成分布の特性から 星・連星系の形成史を解読、それを通して、低金属量の環境の下での星・連星系の形成機構及び進化過程を明らかにし、銀河系の形成、初期進化の研究に寄与することである。
本研究の出発点は、①銀河系ハローで20~30%を占める炭素過剰金属欠乏 (CEMP) 星を対象として、銀河系ハローの星および連星形成過程、金属欠乏下におけるその特性を明らかにすることである。これを基づいて、②星形成・連星形成について、その物理機構とその金属量依存性を研究、銀河系ハローの星・連星系形成史の全体像を解明することで、③宇宙における階層的構造形成との照合を通して、銀河形成、その初期進化とその物理機構の研究に 新たな材料を提供することである。
本年度は、まず、本研究の基礎となる超金属欠乏星(EMP)漸近巨星分枝(AGB)星における中性子捕獲元素合成過程についての全体的な理論を構築し、これまでいろいろ議論のあった炭素過多超金属欠乏(CEMP)星の属性と形成についての統一的な解釈を導いた。銀河系ハローではCEMP星が20%以上も占めるという特異な構成をもつため、この結果は、銀河系ハローの特に低質量星の形成過程の特異性を明らかにし、銀河系ハローにおける星形成・連星系形成の全体像を解明する手掛かりを与えるものである。
それとともに、鹿児島大学の観測グループとAGB星の進化についての共同研究を開始した。これは、脈動するAGB星の光度を測定し、その終焉と質量放出の関係を明らかにするもので、銀河系ハローのCEMP星の理解を進めるものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
漸近巨星分枝の進化とその核種合成過程、とりわけ、金属欠乏下での特性の解明は本研究の基礎となるものである。銀河系ハローのCEMP星は連星系でAGB星からの星風の降着によるもので、今年度、宇宙初期の低質量AGB星での中性子捕獲元素合成過程について、金属量の多い現在のものとの違いを明らかにすることができたことは、これまで長年議論されてきたCEMP星の起源に決着をつける上で、大きな前進とみなすことができる。これらの結果からは、CEMP星を生成した連星系の周期、主星の性質等についての描像を構築する基礎となるもので、これから得られた結果は、宇宙初期の金属欠乏下での低質量星、連星の形成機構、過程の研究に対して、方向性を与えるものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の予定としては、これまでの研究の成果を踏まえて、宇宙初期の銀河系ハローに先行するミニ・ハローでの星形成・連星系形成について研究を進めていく。基盤となるのは、これまでの研究であきらかにした銀河系ハロー星を構成するCEMP星を生成した低質量星を含む連星系の特性（軌道半径、主星の質量）、それとともに、銀河系ハロー星について、低質量星が金属を生成する大質量星に比して大きく欠乏している等の観測的事実の集積、また、これまでの理論研究で明らかにされてきた金属欠乏下での星・連星系形成の物理機構についての知見である。これらに基づき、銀河系形成前のミニ・ハローにおける星形成過程とその歴史的展開の解明を目指すことになる。これは、銀河系形成、初期進化の研究の礎となると期待される。
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| Causes of Carryover |
学会等の旅費に予定したものが、学会の中止で未使用になったため、繰り越すことになった。
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