2012 Fiscal Year Research-status Report
初代と第二世代の種族III星への異なる質量降着が引き起こす超新星とその元素合成
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23540262
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野本 憲一 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (90110676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 知治 中部大学, 工学部, 講師 (20280935)
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| Keywords | 超新星 / 宇宙化学進化 / 元素合成 / 宇宙初代星 / 大質量星 |
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| Research Abstract |
宇宙の初期に形成された重元素を含まない種族IIIの星の進化は、宇宙の元素の起源、宇宙の再電離の源、巨大および中間質量ブラックホールの起源の問題とも密接に関連して、現在の天文学の焦点の一つである。種族IIIの星には、初代星としての種族III.1の星と、初代星に熱的力学的影響を受けて形成される種族III.2の星とがある。本研究では、これらの星が、大量のガスを降着しながら、どのように大質量星に進化していくか、どのようなタイプの超新星を引き起こし、どのような重元素を宇宙空間に放出するか、種族III.1とIII.2の星に降着率の違いにより、どのような違いが生じるかの理論的予測をたて、元素組成などの観測との比較から、初期天体の性質と進化を探求することを目的とした。
本年は、初代星の超新星爆発時におけるダスト形成、および収縮ガス雲でのその成長が次世代以降の小質量星形成に不可欠であることを示す研究を中心に行った。すなわち、金属量の非常に少ないガス雲中で星の形成が進行する場合、重元素ガスの降着によってダストがどう成長するかを調べ、金属量が太陽の10万分の1ほどしかない収縮ガス中でもダストの成長が効率的に起きることを示した。その結果、成長したダストの熱放射によるガスの冷却によって、ガス雲は太陽質量の0.1倍程度のガス塊へと分裂することが可能になり、現在最も金属量の低い星として知られているSDSSJ102915+172927（金属量が太陽の10万分の1）のような低質量の星の形成過程を説明できることになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
従来の超低金属量の星の化学組成は、鉄の含有量は少ないものの、炭素と鉄の比が太陽比の１万倍もあって、炭素による冷却とダストの形成による第２世代の小質量の星の形成は可能であった。最近の炭素量も少ない低質量星の発見によって、第２世代の小質量の星の形成過程の新たな問題が提起されたことが、本研究によるダスト形成の研究の動機となり、新たな成果をもたらすこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
金属欠乏星の元素組成を説明することは引き続き重要である。特にサンプルの増えた矮小銀河の金属欠乏星の元素組成比を再現する超新星爆発のモデルパラメータを決定し、矮小銀河の化学進化や、銀河のハロー星の起源の理論的解明を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度に得られた結果を、多くの国際会議で発表し、議論を巻き起こしていく。そのための国外旅費を使用する。また、共同研究者が中部大学に移動したので、国内旅費として使用し、モデル計算に支障がでないようにする。また、計算機を増強していく。
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