連星中性子星合体からの電磁波放射で探る重元素の起源

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中性子星合体からの電磁波放射 (キロノバ) のスペクトルに現れる吸収特徴を調べるにあたり、これには実験室分光に基づいた正確な原子データを用いる必要があるが、このようなデータは特に赤外線域にほとんど存在していなかった。そのため、実験室分光で知られている遷移波長と理論的な原子構造計算による遷移確率を組み合わせる新しい手法を開発し、重元素の束縛遷移の新しい原子データリストを構築した。これを用いてキロノバの輻射輸送シミュレーションを行い、合体後数日における詳細なキロノバのスペクトルを計算した。その結果、赤外線でランタン (原子番号57) とセリウム (原子番号58) が吸収特徴を作ることを明らかにし、2017年に観測されたキロノバのスペクトルにおける赤外線の吸収特徴をこれらの元素で説明できることを示した。以上の結果を論文にまとめ、The Astrophysical Journalに発表したほか、所属機関からプレスリリースを行った。また、理論計算による束縛遷移の遷移確率は不定性があり、実験的に精査する必要がある。そこで同じセリウムの赤外線域の吸収線が見られる恒星の高分解能スペクトルを用い、遷移確率の推定に着手している。