宇宙論的銀河形成シミュレーションを用いた宇宙重元素合成過程の研究

利用宇宙学星系形成模拟研究宇宙重元素合成过程

基本信息

批准号：
20J21795
负责人：
垂水勇太
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21795/
关键词：
中性子星連星合体非平衡プラズマ球状星団

项目摘要

中性子星連星合体イベントのうち唯一電磁波対応天体が観測されたGW170817について、吸収線のモデリングを行った。中性子星連星合体のスペクトルに対する理論的アプローチは局所熱平衡(LTE)を仮定するものがほとんどであり、その仮定を外した研究であっても超新星爆発に対する取り扱いを流用するなど、アドホックな取り扱いが多かった。しかし中性子星連星合体において、熱源は放射性壊変を起源とする高エネルギー放射線であり、LTEでの解析に比べて高い電離状態になることが予想される。密度の高い合体直後は通常熱平衡の仮定を用いることができるが、中性子星連星合体では早くも1日前後から熱平衡の仮定が破れ始めることが考察より明らかとなった。そこで我々は、熱平衡の仮定をおかず放出物質内のエネルギー準位の占有数を計算で求めるアプローチをとった。とくに、8000-10000Å近辺に見られる吸収線について、先行研究ではLTEの仮定のもと1階電離ストロンチウムが起源だと考えられていたが、中性ヘリウムも吸収線を作る可能性がある。ヘリウム各励起準位の占有数計算により、ヘリウムが吸収線の起源である可能性は十分あることを指摘した。中性子星連星合体はr過程元素の起源として重要な候補天体である。スペクトルに見られる吸収線から連星合体の物理状態、生成される元素の存在比を明らかにすることは、r過程元素の起源を明らかにすることに直結している。今後さらに増えると予想される中性子星連星合体の観測を解釈するため、熱平衡の仮定を外した理論的解析が重要となる。

对GW170817的吸收系进行了建模，其中观察到与中子星二元星凝聚事件在电磁上兼容的唯一对象。大多数理论方法用于中子星二进制恒星聚结的频谱都假设了局部热平衡（LTE），即使是丢弃该假设的研究经常以临时方式使用，例如重复使用超新星爆炸的处理。但是，在中子星二元恒星聚结中，热源是源自放射性衰减的高能源辐射，预计将处于离子化状态，而不是在LTE分析中。高密度结合后可以立即使用热平衡的假设，但是考虑因素表明，在中子星二元恒星合并中，热平衡的假设早在一天左右就开始破裂。因此，我们采取了一种使用热平衡的假设来计算发射材料中能量水平的占用。特别是，在LTE的假设下，先前的研究被认为是源自第一层离子化延髓，中性氦气也可能会产生吸收线。每个激发水平的氦气占据数量计算表明，氦气很可能是吸收线的起源。中子恒星二进制恒星合并是R-Process元素起源的重要候选对象。揭示了二元恒星聚结的物理状态以及从光谱中看到的吸收线产生的元素的丰度比直接导致阐明R所处理元件的起源。为了解释对未来的中子二元星凝聚力的观察结果，这些观察结果将在未来进一步增加，因此消除热平衡假设的理论分析将变得很重要。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

s- process enrichment of ultrafaint dwarf galaxies

超微弱矮星系的s过程富集

DOI：
10.1093/mnras/stab1487
发表时间：
2021
期刊：
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子：
4.8
作者：
Tarumi, Yuta;Suda, Takuma;van de Voort, Freeke;Inoue, Shigeki;Yoshida, Naoki;Frebel, Anna
通讯作者：
Frebel, Anna

Internal R-process Abundance Spread of M15 and a Single Stellar Population Model

M15 的内部 R 过程丰度分布和单一恒星种群模型