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局所銀河群銀河に存在する金属欠乏星のrプロセス元素合成により合成される元素(ユーロピウム、金、ウランなど)は、銀河により異なる分布を示す。銀河系においては、超金属欠乏星のrプロセス元素分布に大きな分散があるが、矮小楕円体銀河では、rプロセス元素に富む星が見つかっていない。Reticulum II低光度矮小銀河では、銀河全体がrプロセス元素に富む星で構成されている。しかし、このような銀河ごとに異なるrプロセス元素分布が生じるメカニズムは未だ明らかになっていない。
本研究では、こうしたrプロセス元素分布の起源を明らかにすることを目的として、宇宙論的ズームインシミュレーションを行った。rプロセス元素の起源天体としては、連星中性子星合体を仮定した。その結果、中心銀河において、超金属欠乏星のrプロセス元素量に分散がみられた。この中で、rプロセス元素に富む星が形成された場所を解析すると、Reticulum II低光度矮小銀河と同程度の銀河でこれらの星が形成されたことが明らかになった。本研究により、銀河系にみられるrプロセス元素に富む星は、低光度矮小銀河と同程度の比較的小さい銀河で形成され、後に銀河系に降着した可能性があることが示唆された。
本年度は、亜鉛の化学進化についても研究を行なった。金属欠乏星の亜鉛組成は、rプロセス元素起源解明への鍵となると考えられている。本研究では、亜鉛の起源天体として有力視されている電子捕獲型超新星爆発・極超新星爆発が銀河の化学進化に与える影響を明らかにすることを目的として、これらの天体の効果を導入した銀河の化学力学進化計算を行った。その結果、亜鉛を多く持つ金属欠乏星の多くは、銀河形成初期に電子捕獲型超新星爆発からの放出物を取り込んで形成された星であることが明らかになった。本研究により、電子捕獲型超新星爆発が亜鉛の有力な起源天体となりうることが示唆された。
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