宇宙線原子核成分の起源と軽元素合成

宇宙射线核成分的起源与轻元素的合成

• 批准号: 09223222
• 负责人: 梶野 敏貴
• 金额: $ 0.64万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09223222/
• 关键词: 宇宙線; 原子核成分; 銀河; 超新星; 軽元素

梶野は,高エネルギー宇宙線原子核の反応と伝播メカニズムを詳細に検討した。さまざまな柱密度を持つ星間ガス中でのイオン化率やエネルギー損失を考慮にいれた宇宙線の伝播・散逸方程式を解くことにより,入射宇宙線のエネルギースペクトルだけでなく衝突・破砕反応で作られた二次粒子の星間物質中でのふるまいとStoppingを明らかにした。辻本と協力して,これまで標準モデルとしてよく用いられてきた銀河の化学・力学的進化のシンプルモデルの精密かを試みた。即ち,デイスク・ハロ-間のガス膠着による相互作用を取り入れた2ゾーンLeaky Boxモデルから出発し,質量も寿命も異なる星での元素合成と質量放出の時間の遅れを陽に取り入れた詳細モデルの構築を試みた。これに必要な重元素量ゼロから現在の太陽系に至るまでの様々な初期元素組成ガスによる星の進化と元素合成の計算を,東京大学天文教室の超新星研究グループに依頼した。柴田とは,MHDをベースとした計算機シミュレーションによって,銀河磁場中での宇宙線の挙動や宇宙線原子核成分の銀河閉じ込め効率の議論を開始した。この共同研究は現在も継続中であり,今後,三人の研究結果を総合して,初期銀河から現在に至るまでの銀河ガスの進化モデルを用いて,リチウム,ベリリウム,ボロン,フロリン,チタニウム,バナジウム,スカンジウム等の元素量の時間発展を計算し,天文観測と比較検討する予定である。これによって,梶野が提案した宇宙線の超新星直接起源仮説の立証を試みる。

Kajino详细研究了高能宇宙射线核的反应和传播机制。通过求解考虑了不同柱密度的星际气体中的电离率和能量损失的宇宙射线传播和耗散方程，我们不仅可以确定入射宇宙射线的能谱，还可以确定碰撞和破碎反应产生的能量We。阐明了星际介质中次级粒子的行为和停止。我们与辻本合作，尝试完善星系化学和机械演化的简单模型，该模型经常被用作标准模型。也就是说，我们从一个两区漏盒模型开始，该模型考虑了盘和晕之间气体停滞引起的相互作用，并开发了一个详细的模型，明确考虑了不同质量和寿命的恒星中核合成和质量抛射的时间延迟。尝试构建它。我们要求东京大学天文学系的超新星研究小组计算具有各种初始元素成分的气体的恒星的演化和核合成，从所需的重元素量为零到当前的太阳系。我们和Shibata一起开始使用基于MHD的计算机模拟来讨论宇宙射线在银河磁场中的行为以及宇宙射线核部件的银河限制效率。这项联合研究仍在进行中，我们计划整合三位研究人员的研究成果，利用从早期星系到现在的星系气体演化模型来生产锂、铍、硼、氟、钛，我们计划计算钒和钪等元素的含量随时间的变化，并将其与天文观测结果进行比较。通过这样做，我们将尝试证明 Kajino 提出的宇宙射线直接源自超新星的假设。

项目成果

T.Kajino: "Big-Bang vs.Galactic Origin of Elements in Matal-Deficient Stars." Nuclear Physics. A621. 572c-575c (1997)

T.Kajino：“大爆炸与缺金属恒星中元素的银河起源。”

M.Orito: "Geometrical Effects of Baryon Density Inhomogeneities on Primordial Nucleosynthesis." Astrophysical Journal. 488. 515-523 (1997)

M.Orito：“重子密度不均匀性对原始核合成的几何影响。”

Y.Yoshii: "Evolution of the Light Elements and the Cosmic Ray Flux in the Galaxy." Astrophysical Journal. 485. 605-610 (1997)

Y.Yoshii：“银河系中轻元素的演化和宇宙射线通量。”

T.Tsujimoto: "The Absolute Magnitude of RRLyrae Stars Derived from Hipparcos Catalogue." Astrophysical Journal. 492. L79-L82 (1998)

T.Tsujimoto：“从依巴谷星表得出的 RRLyrae 恒星的绝对星等。”

T.Kajino: "Neutrinos and Big-Bang Nucleosynthesis." Nuclear Physics. A(in press). (1998)

T.Kajino：“中微子和大爆炸核合成。”