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2023 年度 研究成果報告書

超新星元素合成によるニュートリノ振動および質量階層の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K03958
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関国立天文台

研究代表者

梶野 敏貴  国立天文台, 科学研究部, 特別客員研究員 (20169444)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード元素合成 / 銀河化学進化 / 超新星 / ニュートリノ振動
研究成果の概要

太陽系の重元素は、γ過程(p過程)、s過程、r過程、ν過程、νp過程に起源を持つと考えられる。未解明であったMoとRuのp核は極超新星でのνp過程が起源であり、同時に炭素12のホイル共鳴状態の脱励起の役割を解明した。太陽系r過程元素の約90%がコラプサーと磁気回転駆動型超新星で作られ、残る10%が中性子星連星系合体で作られるとの結論を得た。銀河化学進化理論から、前者二天体からの寄与が宇宙進化において支配的であることを明らかにした。コラプサーr過程での超ウラン元素の核分裂で生じる中性子によってi過程とs過程が続いて起き、希元素(質量数~150)の組成パターンに強い偶奇性が現れることを見出した。

自由記述の分野

天体核物理、宇宙論、原子核物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

p核元素群でアイソトープ比が異常に高いMoとRuの起源は、Burbidge-Burbidge-Fowler-Hoyle(1957)の研究以来、未解明であった。極超新星でニュートリノ振動と原子核相互作用が重要な役割を果たすνp過程が起源であることと、炭素12のホイル共鳴状態の脱励起の役割を解明したことは、宇宙核物理、ニュートリノ物理、および核物理学にインパクトを与える。中性子星連星系合体がr過程元素の主要な起源天体でないことを示し、重力波天体と銀河化学進化の研究にインパクトを与える。コラプサーでr過程、i過程、s過程が共存しうることは、太陽系重元素の起源論の解釈に変更を迫る可能性がある。

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公開日: 2025-01-30  

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