ｒプロセス元素から探る銀河の化学力学進化史

从 r 过程元素探索星系化学机械演化的历史

• 批准号: 15J00548
• 负责人: 平居 悠
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00548/
• 关键词: 銀河進化; 矮小銀河; 化学進化; 元素合成; 銀河系; rプロセス; 連星中性子星合体; 電子捕獲型超新星爆発; 銀河形成; 金属欠乏星; 超金属欠乏星

局所銀河群銀河に存在する金属欠乏星のrプロセス元素合成により合成される元素(ユーロピウム、金、ウランなど)は、銀河により異なる分布を示す。銀河系においては、超金属欠乏星のrプロセス元素分布に大きな分散があるが、矮小楕円体銀河では、rプロセス元素に富む星が見つかっていない。Reticulum II低光度矮小銀河では、銀河全体がrプロセス元素に富む星で構成されている。しかし、このような銀河ごとに異なるrプロセス元素分布が生じるメカニズムは未だ明らかになっていない。本研究では、こうしたrプロセス元素分布の起源を明らかにすることを目的として、宇宙論的ズームインシミュレーションを行った。rプロセス元素の起源天体としては、連星中性子星合体を仮定した。その結果、中心銀河において、超金属欠乏星のrプロセス元素量に分散がみられた。この中で、rプロセス元素に富む星が形成された場所を解析すると、Reticulum II低光度矮小銀河と同程度の銀河でこれらの星が形成されたことが明らかになった。本研究により、銀河系にみられるrプロセス元素に富む星は、低光度矮小銀河と同程度の比較的小さい銀河で形成され、後に銀河系に降着した可能性があることが示唆された。本年度は、亜鉛の化学進化についても研究を行なった。金属欠乏星の亜鉛組成は、rプロセス元素起源解明への鍵となると考えられている。本研究では、亜鉛の起源天体として有力視されている電子捕獲型超新星爆発・極超新星爆発が銀河の化学進化に与える影響を明らかにすることを目的として、これらの天体の効果を導入した銀河の化学力学進化計算を行った。その結果、亜鉛を多く持つ金属欠乏星の多くは、銀河形成初期に電子捕獲型超新星爆発からの放出物を取り込んで形成された星であることが明らかになった。本研究により、電子捕獲型超新星爆発が亜鉛の有力な起源天体となりうることが示唆された。

Bureau of galaxy galaxy に exist す る metal owe lack star の r プ ロ セ ス element synthesis に よ り synthetic さ れ る elements (ユ ー ロ ピ ウ ム, gold, ウ ラ ン な ど) は, galaxy に よ り different な る distribution を す. Milky Way に お い て は, super metal owe lack star の r プ ロ セ ス element distribution に big き な scattered が あ る が, short 楕 has drifted back towards &yen; body galactic で は, r プ ロ セ ス element に rich む star が see つ か っ て い な い. The Reticulum II low-luminosity dwarf galaxy で る and the entire galaxy がrプロセス elements に rich む stars で constitute されて で る る. し か し, こ の よ う な galaxy ご と に different な る r プ ロ セ ス element distribution が raw じ る メ カ ニ ズ ム は not だ Ming ら か に な っ て い な い. This study で は, こ う し た r プ ロ セ ス element distribution の origin を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て, cosmology ズ ー ム イ ン シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. The source celestial body of the rプロセス element <s:1> is と て て, and it is a combination of a binary star and a neutral sub-star を仮. The そ そ result, the central galaxy にお にお て て, the supermetal deficient star <s:1> rプロセス element amount に dispersion がみられた. こ の で, r プ ロ セ に rich む star が ス elements formed さ れ た places を parsing す る と, Reticulum II degree with low luminosity dwarf galaxy と の galaxy で こ れ ら star の が form さ れ た こ と が Ming ら か に な っ た. This study に よ り, universal に み ら れ る r プ ロ セ に rich む star は ス elements, low luminosity dwarf galaxy と の well with small さ い で galaxy formation さ れ, に galaxy に drop after し た possibility が あ る こ と が in stopping さ れ た. This year, the を and 亜 lead <s:1> chemical evolution に て て を research line なった. Metal deficiency star 亜 lead composition, rプロセス element origin explanation へ <s:1> bond となると examination えられて る る る. This study で は objects, 亜 lead の origin と し て powerful visual さ れ て い る type electronic capture a supernova explosion, 発 a supernova explosion, 発 が galactic chemical evolution の に and え る influence を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て, こ れ ら の celestial の unseen fruit を import し た galaxy の chemical mechanical evolutionary computation を line っ た. そ の results, 亜 lead を more く hold つ metal owe lack star の く は, galaxy formation, early に type electronic capture the supernova explosion 発 か ら の release content を take り 込 ん で form さ れ た star で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. This study shows that によ によ, the explosion of electron-capturing supernovae が亜, the powerful な origin of the lead element, the とな <e:1> うる とが とが suggesting された.

项目成果

Astrophysical site(s) of r-process elements in galactic chemodynamical evolution model

银河化学动力学演化模型中 r 过程元素的天体物理位点

• DOI: 10.1051/epjconf/201610902001
• 发表时间: 2015
• 期刊: EPJ Web of Conferences
• 作者: Hirai;Yutaka; Ishimaru;Yuhri; Saitoh;Takayuki R.; Fujii;Michiko S.; Hidaka;Jun; Kajino;Toshitaka
• 通讯作者: Toshitaka

Early chemo-dynamical evolution of dwarf galaxies deduced from enrichment of r-process elements

• DOI: 10.1093/mnras/stw3342
• 发表时间: 2016-12
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Y. Hirai;Y. Ishimaru;T. Saitoh;M. Fujii;J. Hidaka;T. Kajino

Chemodynamical evolution of dwarf galaxies

矮星系的化学动力学演化

• 发表时间: 2017
• 作者: Hirai;Yutaka; Ishimaru;Yuhri; Saitoh;Takayuki R.; Fujii;Michiko S.; Hidaka;Jun; Kajino;Toshitaka;平居悠;平居悠;平居悠;平居悠;平居悠
• 通讯作者: 平居悠

Efficiency of Metal Mixing in Dwarf Galaxies

矮星系中金属混合的效率

• DOI: 10.3847/2041-8213/aa6799
• 发表时间: 2017
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Yutaka Hirai;Takayuki R. Saitoh
• 通讯作者: Takayuki R. Saitoh

Constraints on the efficiency of metal mixing in galaxies through the chemical abundances of metal-poor stars

贫金属恒星的化学丰度对星系中金属混合效率的限制

• 发表时间: 2017
• 作者: Hirai;Yutaka; Ishimaru;Yuhri; Saitoh;Takayuki R.; Fujii;Michiko S.; Hidaka;Jun; Kajino;Toshitaka;平居悠;平居悠;平居悠
• 通讯作者: 平居悠