| 研究課題/領域番号 |
25400233
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 北海学園大学 |
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研究代表者 |
藤本 正行 北海学園大学, 工学部, 研究員 (00111708)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 恒星進化 / 漸近巨星分枝星 / 核種合成過程 / s-過程元素合成 / 物質混合 / 恒星の回転 / 質量放出 / 炭素星 |
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| 研究概要 |
本研究はAGB星の進化と炭素星の形成機構の精密化を目標とし、研究課題として、①恒星内部における物質混合、②s-過程元素合成過程、③質量放出の効率を掲げた。今年度は各課題について、研究協力者との研究戦略・方法の検討を行い、主として、超金属炭素星との関連で具体な課題での研究を遂行した。
物質混合過程については、超金属欠乏星のNEMP星で観測される窒素過多の起源と関連して、現行対流混合の効率の評価と回転に伴う流体力学的な不安定性による乱流混合過程の研究に着手した。前者については、表面対流層でのHot Bottom Burning(HBB）による炭素燃焼、窒素生成の効率の観測的な制約から現行の対流混合距離理論を見直す方向での研究方針を決めた。後者については、Be星、Kepler 衛星による赤色巨星内部の回転の分布の観測との比較考量を通して、回転星内部における乱流混合による角運動量輸送の効率を評価できることを示した。この結果は、天文学会、国際会議で報告、論文執筆中である。
AGB 星でのs-過程の中性子星源として、He対流層への水素の混入(He-FDDM)、He 対流層での22Neのα-捕獲反応、Third Dredge-up 時の表面対流層からの overshoot によって形成されるC13-pocket が提起されている。各々の中性子源効率によるs-過程元素合成の効率と金属量の関係を評価し、超金属欠乏炭素星で観測される、s-process 元素の過多の有無によって区別されるCEMP-sとCEMP-no の起源とその金属量依存性と解明した。これについては、現在論文執筆中である。
質量放出の効率は、超金属欠乏星の場合、AGB 星の Type I1/2 への進化と鉄の放出は化学進化にその痕跡を残すことになる。SAGA database を利用してその観測的な制約を調査した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
超金属欠乏星は炭素星の割合が種族IやIIに比して多いが、その中に、金属量の多い種族と共通するs-過程元素の過多を示すもの(CEMP-s)以外に、s-過程元素の過多を示さないもの(CEMP-no)があり、金属量が [Fe/H]<-3 で後者が多くなることが観測されている。これらの起源について、CEMP-s が連星系での AGB 星からの mass transfer によるものと考えられるのに対し、後者は多くの論者によって特異な超新星起源であるとされてきた。これに対し、本研究では、CEMP-no もAGB 星でのs-過程元素合成とその金属量依存性を考慮することによって、CEMP-s 星と連続して分布するものとして説明できることを示すことができた。これは、初期成果としては、期待以上のものである。
また、回転星の進化については、これまでの研究は、流体力学的な不安定性についての不完全な理解に基づいている。本研究では、恒星の進化に伴う慣性能率の変動を調べることによって回転星の進化特性を解明、高速回転するBe星の質量、年齢分布、および、星震学による内部の回転分布の観測との照合を通して、乱流混合の効率を評価できることを示した。これは回転星の進化の研究にあらたな地平を切り開くものである。
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| 今後の研究の推進方策 |
物質混合については、対流による混合の効率をパラメータとして、AGB 星の進化計算を進め、超金属欠乏星等の観測との比較を通して、統一的な描像を導くことを目指す。回転星の進化については、流体力学的な不安定性による乱流の励起、それによる角運動量、物質輸送の機構の理論的な枠組みを検討し、恒星進化の計算に取り入れる方法を開発する。
元素合成については、上記の３つの中性子星源の特性とその金属量依存性を調べ、AGB 段階でのs-過程元素合成の統一的な描像を解明することを目指す。それとともに、s-過程に付随した Ne、Mg, Al などの中間元素の合成との関連も調べる。
質量放出については、表面大気の元素組成に依存すると考えられているので、進化計算を通して、炭素星の形成過程、すなわち、ヘリウム層からの炭素の浚渫、および、HHB による炭素の窒素への変換について、進化計算と観測との照合を進めていく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
旅費を打ち切り至急にしたこともあり、安く上がったため。
次年度の旅費に充てる。
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