初期宇宙・初期銀河・星における元素合成・化学進化

早期宇宙、早期星系和恒星的核合成和化学演化

• 批准号: 05243209
• 负责人: 梶野 敏貴
• 金额: $ 0.38万
• 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 on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05243209/
• 关键词: 元素合成; 銀河の化学進化; 初期宇宙; 初期銀河; 宇宙線; 量内元素合成

ビックバン元素合成後の元素量の時間変化を記述するために、銀河の化学進化のモデルを構築した。研究成果の概要は、以下の通りである。(1)超新星出現率、ガス消失率、宇宙線原子核成分エネルギースペクトルのパワーインデックスと強度、等のパラメータ群を、最近観測されたハロー星のリチウム、ベリリウム、ボロンと鉄元素の存在量の相関関係を説明できるように設定した。その結果、一般的に二次の相関となることが証明できた。しかし、従来のシンプルモデルでは取り入れられていなかったデイスクとハロー及びバルジとの相互作用を取り入れると、鉄が著しく欠乏したハロー星で一次の相関が現われ得ることが明らかとなった。(2)銀河内星間空間では、漂う塵やガスなどの物質と宇宙線高エネルギー原子核成分との相互作用によって、軽元素ばかりでなく、鉄族に至る元素も破砕過程から生成される。銀河の化学進化のモデルにこの過程を取り入れるために、高エネルギー原子核反応の断面積を量子力学による原子核反応理論を用いて計算した。(3)種々のビッグバンモデルを用いて、A=2-30の原子核の始源的元素合成計算を行った。銀河の化学進化の時間スケールでは、これらは時間ゼロでの各元素の初期値を与えるものである。今年度の研究によって、銀河の化学進化モデルのエレメントを全て揃えることができた。これらの成果を次年度に引き継ぎ、本格的な研究の展開を図りたい。

我们构建了一个星系化学演化模型来描述大爆炸核合成后元素丰度的时间变化。研究结果概要如下。 （1）利用超新星出现率、气体消失率、功率指数和宇宙线核成分能谱强度等参数，建立最近观测到的晕星中锂、铍、硼、铁元素丰度的相关性。以便我可以解释它。结果，我们能够证明一般存在二次相关性。然而，通过结合盘、晕和核球之间的相互作用（传统的简单模型中没有包含这些相互作用），很明显，在严重缺铁的晕恒星中可能会出现一阶相关性。 (2)在星系内的星际空间中，由于尘埃、气体等漂浮物质与宇宙线高能核成分的相互作用，在破碎过程中不仅产生轻元素，还产生铁族元素。为了将这一过程纳入星系化学演化模型中，我们利用基于量子力学的核反应理论计算了高能核反应的截面。 (3)利用各种大爆炸模型，我们计算了A=2-30个原子核的原始核合成。在银河化学演化的时间尺度上，这些给出了每个元素在零时间的初始值。通过今年的研究，我们能够完成星系化学演化模型的所有要素。我们希望将这些成果延续到明年并开展全面的研究。

项目成果

S.Kubono: "Proton‐rich sd‐shell nuclei for astrophysical interest." Nucl.Phys.A553. 481c-484c (1993)

S.Kubono：“富含质子的 sd 壳核对天体物理学的兴趣。”Nucl.Phys.A553（1993）。

K.Jedamzik: "Enhanced heavy‐element production in baryon‐inhomogeneous..." Astrophys.J.422. 423-429 (1994)

K.Jedamzik​​：“重子非均质中重元素的产生增强……”Astrophys.J.423-429 (1994)。

T.Kajino: "Quantum tunneling of guarks in cosmological quark‐hadron..." J.J.Appl.Phys.9. 168-171 (1993)

T. Kajino：“宇宙夸克强子中的夸克量子隧道效应……”J.J.Appl.Phys.9 168-171 (1993)。

T.Kajino: "Nuclear physics in baryon inhomogeneous cosmology." Nucl.Phys.(in press). A. (1994)

T.Kajino：“重子非均匀宇宙学中的核物理。”

Y.Yamamoto: "Theoretical studies of the Li7(H3,n)Be9 reaction..." Phys.Rev.C47. 846-859 (1993)

Y.Yamamoto：“Li7(H3,n)Be9 反应的理论研究......”Phys.Rev.C47。