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中性子星合体で迫る重元素の起源とジェットの形成メカニズム

重元素起源与中子星并合逼近喷流形成机制

基本信息

批准号：
22J14199
负责人：
BANERJEE SMARANIKA
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-22 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22J14199/
关键词：
中性子星合体元素合成原子データ

项目摘要

中性子星合体からの電磁波放射「キロノバ」の性質を定量的に理解するため、原子構造計算に基づいた現実的な重元素の吸収係数を加味した輻射輸送シミュレーションを実施した。特に、中性子星合体後1日以内の初期キロノバ放射に着目し、特に原子構造が複雑でこれまで計算が極めて困難だったランタノイド元素に対して、10階電離イオンまでの原子構造計算を網羅的に行った。その結果、高階電離のランタノイド元素は、f殻とp殻が両方空くことで、低階電離の場合よりもさらに多くの励起エネルギー準位を有することが分かった。この結果をもとに合体後0.1日程度の放出物質における吸収係数を評価したところ、ランタノイド元素に対しては吸収係数のピークが5000 cm2 g-1に達することが明らかとなった。これは、ランタノイド以外の元素と比べると１000倍程度も高く、キロノバの性質に大きく影響を与えるものである。そこで、新しく構築した原子データを用いて、キロノバ放射の輻射輸送シミュレーションを行った。その結果、放出物質にランタノイド元素が含まれる場合は、ランタノイド元素が含まれない場合と比べて4倍程度光度が下がることが分かった。これは高階電離ランタノイドの高い吸収係数を反映するものである。また、将来の観測に向けて、波長ごとの明るさを調べたところ、100 Mpcの距離で中性子星合体が起きた場合、ランタノイド元素を含む場合は紫外線の等級が21-22 mag程度で、ランタノイド元素を含まない場合よりも2-3等級暗くなることが分かった。この放射は現在稼働中のSwift衛星や、今後の打ち上げが予定されている紫外線衛星で十分観測可能な明るさであり、初期のキロノバ放射を紫外線で検出することで、放出物質における重元素合成に制限をつけられることが明らかとなった。

A quantitative understanding of the properties of electromagnetic wave emission from neutral satellite bodies, calculation of atomic structure, calculation of absorption coefficients of heavy elements, and implementation of radiation transport systems. In the early stage of the first day after the formation of the neutral and neutral stars, the atomic structure of the target and the atomic structure of the target are calculated. As a result, higher-order ionization occurs in the elements, f-shell and p-shell, and in the case of low-order ionization, there is a difference between the excitation level and the excitation level. As a result, the absorption coefficient of the released substance was evaluated to be 0.1 days after the combination, and the absorption coefficient of the released substance was 5000 cm2 g-1. The effect of the elements other than those in the matrix is 1000 times higher than that in the matrix. The new structure of the atomic radiation transport system As a result, the emission of substances in the presence of elements in the presence of light in the presence of light in the presence of elements in the presence of light in the presence of light in the This is reflected in the high absorption coefficient of the high-order ionization diode. In the future, the measurement direction, wavelength, brightness, and distance of 100 Mpc will be adjusted. In the case of neutral satellite combination, in the case of ultraviolet ray level of 21-22 mag, in the case of ultraviolet ray level of 2-3 mag, in the case of ultraviolet ray level of 2-3 mag, in the case of ultraviolet ray level of 21-22 mag. This radiation is now in the Swift satellite, the future of the attack is scheduled to be in the ultraviolet satellite, very likely to be detected, the initial phase of the radiation, ultraviolet detection, emission of substances, heavy element synthesis restrictions, and so on.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Opacity of the highly ionized heavy elements and the effect on the early kilonova

高电离重元素的不透明度及其对早期千新星的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gaigalas G;Rynkun P;Banerjee S;Tanaka M;Kato D;Radziute L;Smaranika Banerjee;Smaranika Banerjee
通讯作者：
Smaranika Banerjee

Opacity of the Highly Ionized Lanthanides and the Effect on the Early Kilonova

高电离镧系元素的不透明度及其对早期千新星的影响

DOI：
10.3847/1538-4357/ac7565
发表时间：
2022
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Banerjee Smaranika;Tanaka Masaomi;Kato Daiji;Gaigalas Gediminas;Kawaguchi Kyohei;Domoto Nanae
通讯作者：
Domoto Nanae

The early kilonova light curve from the lanthanide rich ejecta from neutron star merger

中子星合并富含稀土喷射物的早期千新星光变曲线

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gaigalas G;Rynkun P;Banerjee S;Tanaka M;Kato D;Radziute L;Smaranika Banerjee;Smaranika Banerjee;Smaranika Banerjee
通讯作者：
Smaranika Banerjee

Theoretical investigation of energy levels and transitions for Pr IV

Pr IV 能级和跃迁的理论研究