初期宇宙・初期銀河・星における元素合成と化学進化

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06234214
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 梶野 敏貴 国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (20169444)
• 研究分担者: 小笠原 隆亮 国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (30177109) ; 吉井 譲 東京大学, 理学系大学院, 教授 (00158388)
• キーワード: 初期宇宙 / 銀河 / 星 / 元素 / 化学進化

研究概要

本研究の目的は、宇宙・星での爆発的核反応や超高エネルギー宇宙線による銀河間物質の破砕反応で作られる短寿命不安定核が、これら諸天体の時間発展に及ぼす影響を定量的に調べ、ひるがえって、天文観測との比較から銀河の化学進化モデルのパラメータを決定して、決定版とも言うべき詳細モデルを構築することにあった。まず、爆発的元素合成や超高エネルギー核破砕過程で重要な役割を果たすと考えられる一連の核反応を理論的に指摘し、核反応率を量子力学的に計算するとともに、どの程度の精度が必要になるかを銀河の化学進化モデルから定量的に見積った。宇宙線によるリチウムの生成にヘリウム・ヘリウム核融合反応が重要であり、高入射エネルギーでプラトーになるかどうかが、昨年、メタリシテ-が低い矮星に発見されたリチウム6の存在量に非常に大きな影響を及ぼす。この核融合反応率の測定を実験研究者と共に提案し、今年、日米二つのチームによって独立に測定される予定である。一方、昨年までに発展させてきた非一様ビッグバン元素合成モデルの精密化、初期銀河での銀河間ガス降着などを含む一般的な銀河の化学進化モデルの精密化を図った。理論計算と天文観測との比較を通して、宇宙におけるバリオンの存在量や暗黒物質の素性に関する多くの新たな知見を得た。

研究成果

• [文献書誌] K.Jedamzik,et al.: "Enhanced heavy-element production in baryon-inhomogeneous..." Astrophys.J.422. 423-429 (1994)
• [文献書誌] T.Kajino: "Nuclear physics in baryon inhomogeneous cosmology." Nucl.Phys.A570. 161c-166c (1994)
• [文献書誌] Y.Yoshii,et al.: "Beryllium and boron abundances of metal-deficient halo..." Astrophys.J.(in press). (1995)
• [文献書誌] S.Kubono,et al.: "The structure of ^<24>Al for the stellar reaction rate for ..." Nucl.Phys.A(in press). (1995)
• [文献書誌] G.J.Mathews,et al.: "Inhomogeneous primordial nucleosynthesis and new abundance ..." Astrophys.J.(accepted). (1995)
• [文献書誌] T.Kajino: "Inhomogeneous big-bang model,revived,and evolution of ..." Nucl.Phys.A(in press). (1995)