First stars nucleosyntheis and early galaxy formation explored by searches for bright metal-poor stars

通过寻找明亮的贫金属恒星来探索第一颗恒星的核合成和早期星系的形成

• 批准号: 21H04499
• 负责人: 青木 和光
• 金额: $ 26.37万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04499/
• 关键词: 金属欠乏星; 化学組成; 銀河系; 超新星; 宇宙初代星

(1)明るい金属欠乏星の探査・観測にむけた準備として、東京大学木曽観測所シュミット望遠鏡の広視野CMOSカメラに金属欠乏星検出に感度のある狭帯域フィルタを導入するためのホルダを製作した。カメラの視野の4分の１をカバーする枚数のフィルタを製作し、試験観測を実施した(繰越により2022年度に実施)。(2)(2)中国の分光探査望遠鏡LAMOSTで検出された候補天体に対してすばる望遠鏡を用いて取得された高分散分光データの解析を進め、約400天体の化学組成を決定し、結果をとりまとめた（2022年度に論文として出版）。これらの成果を取り込むため公開用データベースと分離したプロジェクト専用データベースの作成を検討するとともに、データ登録の効率化のためシステムを見直し、スクリプト群の整備を行った。(3)分光サーベイで得られた銀河系ハロー星の元素組成を様々な超新星モデルと比較し、Ia型超新星の寄与割合を明らかにした。また、太陽質量の1万倍以上の質量をもつ初代星が一般相対論的不安定性によって超新星爆発を起こした場合、1年を超えるプラトー期を持ち、近赤外宇宙望遠鏡によってz=15まで観測可能であることを明らかにした。特異な超新星（超高輝度超新星、極超新星、電子対不安定型超新星など）の特性や元素合成を調べ、これらが初代星の超新星爆発かどうかを探る研究を進めた。(4)初代星からの放出物質の影響を理解するため、個々の星を分解できる銀河形成シミュレーションで用いる星形成モデルの開発を行った。新たに形成した星粒子に確率的に星質量を割り振って星団形成シミュレーションを行い、仮定した初期質量関数との整合性を確認した。誕生した金属欠乏星が銀河系に取り込まれて現在に至るまでを理解するため、宇宙論的な初期条件から行った構造形成シミュレーションにより、銀河系に近いハロー質量、合体史が実現される初期条件を探索した。

(1) 为了准备探索和观测明亮的贫金属恒星，我们制造了一个支架，用于将对贫金属恒星探测敏感的窄带滤光片引入到木曾天文台施密特望远镜的宽视场 CMOS 相机中，东京大学。我们制造了多个覆盖相机视场四分之一的滤光片，并进行了测试观察（延续到2022年）。 (2)(2)我们对中国光谱巡天望远镜LAMOST探测到的候选天体使用斯巴鲁望远镜获得的高色散光谱数据进行了分析，测定了约400个天体的化学成分，并公布了结果（待公布）。于 2022 年以论文形式发表）。为了整合这些结果，我们考虑创建一个与公共数据库分开的项目特定数据库，并审查了系统并创建了一组脚本来提高数据注册的效率。 (3) 将光谱巡天获得的银晕星的元素组成与各种超新星模型进行了比较，明确了Ia型超新星的贡献比例。此外，当第一颗质量超过太阳质量 10,000 倍的恒星由于广义相对论不稳定而爆炸为超新星时，它有一个超过 1 年的平台期，并且可以使用近红外太空望远镜表明这是可能的。我们研究了独特超新星（例如超亮超新星、超新星和电子不稳定超新星）的性质和核合成，并进行了研究以确定它们是否是第一代恒星的超新星爆炸。 (4)为了了解主恒星喷射物质的影响，我们开发了一种恒星形成模型，可用于星系形成模拟，可以解析单个恒星。我们通过将恒星质量概率分配给新形成的恒星粒子来进行星团形成模拟，并确认与假设的初始质量函数的一致性。为了了解缺金属恒星是如何诞生并并入银河系的，我们基于宇宙学初始条件进行了结构形成模拟，寻找实现与银河系类似的晕质量并合并的初始条件。历史做到了。

项目成果

SIRIUS project. III. Star-by-star simulations of star cluster formation using a direct <i> <b>N</b> </i>-body integrator with stellar feedback

天狼星项目。

• DOI: 10.1093/pasj/psab061
• 发表时间: 2021
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Fujii Michiko S;Saitoh Takayuki R;Hirai Yutaka;Wang Long
• 通讯作者: Wang Long

Observational properties of a general relativistic instability supernova from a primordial supermassive star

• DOI: 10.1093/mnras/stab622
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Journal of the American Chemical Society
• 影响因子: 15
• 作者: T. Moriya;Ke-Jung Chen;K. Nakajima;N. Tominaga;S. Blinnikov

Spatially Resolved X-Ray Study of Supernova Remnant G306.3-0.9 with Unusually High Calcium Abundance

钙丰度异常高的超新星遗迹 G306.3-0.9 的空间分辨 X 射线研究

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac308d
• 发表时间: 2022
• 期刊: Astrophysical Journal
• 影响因子: 4.9
• 作者: Weng Jianbin;Zhou Ping;Chen Yang;Leung Shing-Chi;Toonen Silvia;Perets Hagai B.;Nomoto Ken'ichi;Zenati Yossef;Vink Jacco
• 通讯作者: Vink Jacco

Discovery of the Fastest Early Optical Emission from Overluminous SN Ia 2020hvf: A Thermonuclear Explosion within a Dense Circumstellar Environment

• DOI: 10.3847/2041-8213/ac375f
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Jiachen Jiang;K. Maeda;M. Kawabata;M. Doi;T. Shigeyama;Masaomi Tanaka;N. Tominaga;K. Nomoto;Y. Niino;S. Sako;R. Ohsawa;M. Schramm;M. Yamanaka;N. Kobayashi;H. Takahashi;T. Nakaoka;K. Kawabata;K. Isogai;T. Aoki;S. Kondo;Y. Mori;K. Arimatsu;T. Kasuga;S. Okumura;S. Urakawa;D. Reichart;K. Taguchi;Noriaki Arima;J. Beniyama;K. Uno;Taisei Hamada

SIRIUS project. II. A new tree-direct hybrid code for smoothed particle hydrodynamics/<i>N</i>-body simulations of star clusters

天狼星项目。

• DOI: 10.1093/pasj/psab037
• 发表时间: 2021
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Fujii Michiko S;Saitoh Takayuki R;Wang Long;Hirai Yutaka
• 通讯作者: Hirai Yutaka