| 研究課題/領域番号 |
20K14513
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
仏坂 健太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50867033)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 重力波天文学 / 重元素の起源 / キロノバ放射 / 原子の禁制線データ / キロノバ 放射の解明 / 元素の起源の特定 / 中性子星合体が作る元素 / キロノバ / 元素の起源 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
重力波および電磁波を用いた中性子星合体の観測は全く新しい形の天文学を開いた。特に、 rプロセス元素の崩壊によって駆動されるキロノバの研究によって、今後、太陽系に存在する 重元素の起源に大きく迫ることが期待されている。本研究課題では、キロノバが光学的に薄 くなった後期、いわゆる星雲期の温度やイオン率、さらにそこからの放射スペクトルの計算を遂行する。そのために必要となる原子構造に関係する量の計算を行う。本研究課題では、観測されるキロノバ星雲期の赤外線スペクトルか ら中性子星合体によって生成される元素の特定や組成比などの推定するための理論の構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
中性子星合体に伴い放出されるエジェクタが光学的に薄くなった以降の、キロノバ星雲期に関する理論研究を実施した。キロノバ星雲期では原子のイオン化度やイオンのエネルギー準位の分布などが熱平衡から外れ、ベータ崩壊によって生成される非熱的電子によるイオン化と加熱が再結合と原子冷却の釣り合いによって決定される。重元素の中でもネオジムに注目し、必要となる原子データを原子構造コードを用いて計算し、イオン化と準位を求め、キロノバ星雲期の性質を明らかにした。また重元素の禁制線を原子実験データに基づき作成し、観測スペクトルにテルルなどの重元素の輝線が見られることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
2017年の中性子星合体からの重力波と電磁波の同時検出以降、中性子星合体が宇宙に存在する重元素の起源である可能性が高まっている。しかし、中性子星合体のエジェクタの物理状況がよくわかっていないことや、必要となる原子データの不足であることから、観測されたスペクトルから分光学的に元素を同定することは容易ではない。本研究課題では、これらの課題に取り組み、合体後10日以降に見られる輝線からテルルなどの重元素の特定に成功した。この成果は、重元素の起源を明らかにする上で、重要な意義がある。
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