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矮小銀河星化学組成および短寿命放射性r核種で迫る中性子星合体の元素合成

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 18H04593
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関国立天文台

研究代表者

辻本 拓司  国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (10270456)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードr過程元素 / 中性子星合体 / 重力波 / 球状星団 / 隕石 / ブラックホール / 矮小銀河 / 短寿命放射性元素 / 強磁場超新星
研究実績の概要

以下の3つの研究テーマに主に従事し、それらの結果を論文としてまとめ年度内の受理を果たすことができた。(1).銀河系ハローの星々に見られる特異なr過程元素組成に新たな知見を与えた。非常に大きな組成比分散([r-process/Fe])の存在が昔から知られているが、その起源は謎であった。我々は中性子星同士の合体に加え、中性子星とブラックホール連星の合体由来のr過程元素合成を考慮することによって説明できることを明らかにした。同時にこの結果から、中性子星合体および中性子星ブラックホール合体の各々の発生頻度比を予言することに成功し、その予言値が重力波検出頻度とよく合致することを示した。(2).太陽近傍でのr過程元素の化学組成的特徴が、単純な化学進化モデルでは説明できないことを明らかにし、それを説明するには銀河系ディスクの星が渦状腕との相互作用で動径方向に移動するradial migartionと呼ばれる力学的過程が必要であることを突き止めた。本研究は銀河系力学と化学進化の融合を実現した成果となった。(3).球状星団Omega Centauriのr過程元素を含めた特異な化学組成を説明する化学力学モデルの構築を、海外研究協力者である戸次氏との共同研究で実現した。この球状星団では爆発的な星形成の後、1回の中性子星合体が数千万年という時差で発生し、星団内に残されていたガスを部分的に汚染したというモデルで観測事実を無矛盾に説明できることを示した。
さらに、研究協力者である横山氏と共にr過程元素を含めた元素の起源に関するレビュー論文を執筆し、Encyclopedia of Geologyに投稿することができた。本論文は隕石と星の化学組成の両視点から元素の起源についてまとめられたものであり、来年度の掲載が確定している。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] 西オーストラリア大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 西オーストラリア大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Absorption Lines of Heavy Metals in the Wavelength Range 0.97-1.32 μm2020

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Noriyuki、Taniguchi Daisuke、Jian Mingjie、Ikeda Yuji、Fukue Kei、Kondo Sohei、Hamano Satoshi、Kawakita Hideyo、Kobayashi Naoto、Otsubo Shogo、Sameshima Hiroaki、Takenaka Keiichi、Tsujimoto Takuji、Watase Ayaka、Yasui Chikako、Yoshikawa Tomohiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 246 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ab5c25

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] r-process enrichment in the Galactic halo characterized by nucleosynthesis variation in the ejecta of coalescing neutron star binaries2020

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto, Nobuya Nishimura, Koutarou Kyutoku
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 889 号: 2 ページ: 119-119

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab655c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Galactic r-process Abundance Feature Shaped by Radial Migration2019

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto, Takuji; Baba, Junichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 878 号: 2 ページ: 125-133

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab22b3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Formation Model for ω Centauri: A Complex Interplay of Astrophysical Processes2019

    • 著者名/発表者名
      Bekki Kenji、Tsujimoto Takuji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 886 号: 2 ページ: 121-121

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab464d

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] FeI lines in 0.91-1.33 micrometre spectra of red giants for measuring the microturbulence and metallicities2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo S.、Fukue K.、Matsunaga N.、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Early Chemical Evolution of Zn Driven by Magnetorotational Supernovae and the Pathway to the Solar Zn Composition2018

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Takuji、Nishimura Nobuya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 863 号: 2 ページ: L27-L27

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aad86b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Chemical Abundances of Miras in Clusters: V1 in the Metal-rich Globular NGC 59272018

    • 著者名/発表者名
      D'Orazi V.、他52名 (Matsunaga N. 4番目、Kobayashi N. 10番目、Kawakita H. 34番目)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 855 号: 1 ページ: L9-L9

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aab100

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 理論からの宇宙化学進化2019

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      第6回超新星ニュートリノ天文学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Connection of r-process enrichment with the gravitational-wave detection rate2019

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, Third Annual Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外線YJバンドに存在するCuより重い元素の吸収線の同定2019

    • 著者名/発表者名
      松永典之、谷口大輔、Mingjie Jian、近藤荘平、小林尚人、鮫島寛明、池田優二、福江慧、河北 秀世、大坪翔悟、竹中慶一、渡瀬彩華、吉川智裕、濱野哲史、辻本拓司、安井千香子
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙化学進化とニュートリノ天文学2019

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      第5回超新星ニュートリノ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molybdenum isotopic evidence for nebular thermal processing and material transportation in the inner solar system2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama T.、 Fukai R.、 Tsujimoto T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 希土類元素創生:2018年宇宙の旅2018

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      日本希土類学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] r-process study based on stellar abundances and meteorites2018

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, Area Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sporadic r-process events found in the Draco dwarf spheroidal galaxy2018

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto
    • 学会等名
      IAU Symposium 344: Dwarf Galaxies: From the Deep Universe to the Present
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] r-process nucleosynthesis and enrichment2018

    • 著者名/発表者名
      Takuji Tsujimoto
    • 学会等名
      Gravitational wave physics and astronomy: Genesis, Second Annual Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 星と隕石の化学組成に刻まれたr過程元素の起源と進化2018

    • 著者名/発表者名
      辻本拓司
    • 学会等名
      重力波観測時代のrプロセスと不安定核
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Meteoritical perspective on the origin of r-process nuclides in the Solar System2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama T.、 Fukai R.、 Tsujimoto T.
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan Joint Workshop on Isotope-Ratio Mass Spectrometry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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