2014 Fiscal Year Research-status Report
矮小銀河と銀河系内の金属欠乏星の特異な化学組成の多様性と宇宙初代星の質量関数
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26400222
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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, 准教授 (20280935)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超新星 / 金属欠乏星 / 元素合成 / 初代星 / 矮小銀河 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙の初代星がどのような質量関数を持ち、どのような進化・爆発・元素合成をしたかを解明することは、現在の天文学の焦点の一つである。その重要な手がかりが、矮小銀河や銀河系ハローで観測された極端に金属量の少ない星の元素組成から得られる。最近の大規模探査によって、金属超欠乏星の平均的な組成比と比較して、鉄に対する炭素の組成比が極端に大きい星と、逆に炭素からカルシウムに至るアルファ元素の鉄に対する組成比が小さい星の存在が明らかになった。本研究では、そのような特異な組成比の多様性がどのようにして生じるかを解明し、初代星の性質や質量関数の解明に迫ることを目的とした。それと同時に、矮小銀河や極度に暗い小銀河が銀河系ハローを形成する種となったかどうかという銀河形成過程の解明に適用することを目的とした。
26年度は、銀河系ハローで新たに発見された [Fe/H] < -7 という極端な鉄欠乏星の起源に焦点を当てた。この星は、鉄が発見されない代わりに、カルシウムが発見され、同時に炭素とカルシウムの比、マグネシウムとカルシウムの比が、それぞれ太陽組成比に対して、非常に大きいという特徴を持つ。この特徴を生み出すような超新星爆発がどのようなものであったかを、爆発のシミュレーション結果によって調べた。爆発によって生成された鉄のすべてと、カルシウムの大部分は、ブラックホールに再落下して、放出されなかった。特に重要な結論は、カルシウムが爆発時に酸素、シリコンが燃焼して生成され、放出されることを明かにした点である。
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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
初代の超新星爆発時に生成されたカルシウムが放出されることを示したことにより、従来の鉄欠乏星の起源に類似した超新星爆発であることを明らかにした。従って、銀河系ハローの初代星の質量関数としては、25-50太陽質量の星が重要であることを確認することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
カルシウムは、爆発前の Hot-CNO cycle で生成される場合もある。どのような星の質量や金属量の場合に、そのような生成が起こり得るかを明らかにする。カルシウムがHot-CNO起源の場合には、どのような初代星の質量関数が得られるかを調べる。矮小銀河についても、カルシウム量が重要な手がかりになっているかどうかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度は、新たに得られた観測データの解析に多くの時間を割く必要があったので、次年度に、拡大したモデル計算のための計算機を必要とする。また、本年度に得られた結果は、次年度に国際会議で発表する必要がある。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
モデル計算を拡大するために、計算機を購入する。本年度に得られた結果を、国際会議で発表し、新たな情報を得る。そのための国外旅費を使用する。
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