初期宇宙・初期銀河・星における元素合成と化学進化

早期宇宙、早期星系和恒星的核合成和化学演化

• 批准号: 06234214
• 负责人: 梶野 敏貴
• 金额: $ 0.51万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06234214/
• 关键词: 初期宇宙; 銀河; 星; 元素; 化学進化

本研究の目的は、宇宙・星での爆発的核反応や超高エネルギー宇宙線による銀河間物質の破砕反応で作られる短寿命不安定核が、これら諸天体の時間発展に及ぼす影響を定量的に調べ、ひるがえって、天文観測との比較から銀河の化学進化モデルのパラメータを決定して、決定版とも言うべき詳細モデルを構築することにあった。まず、爆発的元素合成や超高エネルギー核破砕過程で重要な役割を果たすと考えられる一連の核反応を理論的に指摘し、核反応率を量子力学的に計算するとともに、どの程度の精度が必要になるかを銀河の化学進化モデルから定量的に見積った。宇宙線によるリチウムの生成にヘリウム・ヘリウム核融合反応が重要であり、高入射エネルギーでプラトーになるかどうかが、昨年、メタリシテ-が低い矮星に発見されたリチウム6の存在量に非常に大きな影響を及ぼす。この核融合反応率の測定を実験研究者と共に提案し、今年、日米二つのチームによって独立に測定される予定である。一方、昨年までに発展させてきた非一様ビッグバン元素合成モデルの精密化、初期銀河での銀河間ガス降着などを含む一般的な銀河の化学進化モデルの精密化を図った。理論計算と天文観測との比較を通して、宇宙におけるバリオンの存在量や暗黒物質の素性に関する多くの新たな知見を得た。

本研究的目的是定量研究宇宙和恒星中爆炸性核反应以及超高能宇宙射线引起的星际介质碎裂反应产生的短寿命不稳定核对宇宙的影响。经过一些研究后，我决定通过与天文观测的比较来确定星系化学演化模型的参数，并建立一个可以称为最终模型的详细模型。首先，我们从理论上指出了一系列被认为在爆炸性核合成和超高能核散裂过程中发挥重要作用的核反应，从量子力学角度计算了核反应速率，并对其精确程度进行了定量估计。使用星系的化学演化模型需要做很多工作。氦-氦聚变反应对于宇宙射线生产锂非常重要，它是否在高入射能量下达到稳定状态对去年在一颗矮星中发现的锂6的丰度有巨大影响具有低金属度效应。我们与实验研究人员一起提议测量这种聚变反应速率，今年，来自日本和美国的两个团队计划独立测量它。与此同时，我们致力于完善去年开发的非均匀大爆炸核合成模型，以及星系的一般化学演化模型，包括早期星系中的星系间气体吸积。通过理论计算和天文观测的比较，我们获得了关于宇宙中重子丰度和暗物质性质的许多新发现。

项目成果

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

K.Jedamzik​​ 等人：“重子非均质中重元素的产生增强......”Astrophys.J.422。

Y.Yoshii,et al.: "Beryllium and boron abundances of metal-deficient halo..." Astrophys.J.(in press). (1995)

Y.Yoshii 等人：“缺乏金属晕的铍和硼丰度……”Astrophys.J.（出版中）。

T.Kajino: "Nuclear physics in baryon inhomogeneous cosmology." Nucl.Phys.A570. 161c-166c (1994)

T.Kajino：“重子非均匀宇宙学中的核物理。”