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Explosive nucleosynthesis in different ${it Y$_{e}$}$ conditions

さまざまな${it Y$_{e}$}$条件における爆発的元素合成

岩本 信之 ; 梅田 秀之*; 野本 憲一*; 冨永 望*; Thielemann, F. K.*; Hix, W. R.*

Iwamoto, Nobuyuki; Umeda, Hideyuki*; Nomoto, Kenichi*; Tominaga, Nozomu*; Thielemann, F. K.*; Hix, W. R.*

金属欠乏星の組成分布は超新星モデルにより全体的にはよく再現されているが、ScやKに対してはモデルによる合成量が少なすぎるために問題となっていた。しかし、最近の超新星シミュレーションによれば、中心に近い放出物質は大量のニュートリノ放射を受けるために、その物質本来の${it Y$_{e}$}$(核子1個あたりの電子数)から大きく変化し${it Y$_{e}$}$ $$>$$0.5を超えることもあることが報告された。そして、この環境における爆発的元素合成では、ScやZnが多く作られることが示された。われわれは種族IIIの超新星において爆発的Si燃焼が起こる領域の${it Y$_{e}$}$を0.48$$sim$$0.58まで変化させて元素合成計算を行った。この結果を使ってSc, K, Znなどの合成量の${it Y$_{e}$}$依存性を議論し、金属欠乏星で観測された組成分布と比較した。

The observations of metal-poor stars with metallicity [Fe/H] $$<-2.5$$ have been extensively performed. The abundance patterns of these stars are well explained by supernova models with extensive material mixing and fallback onto the compact remnant. Nevertheless important deficiencies of odd elements (especially Sc and K) are present in most investigations. Recent simulations of core collapse supernovae showed that innermost ejecta undergo large amounts of neutrino flux and neutrino interactions with materials in these ejecta change electron fraction to ${it Y$_{e}$}$ $$>0.5$$. Nucleosynthesis in the proton-rich environments allows Sc and Zn (which are less produced in normal supernova models) to be enriched. Therefore, it is interesting to investigate the influence of a large variation of ${it Y$_{e}$}$ on explosive nucleosynthesis. We calculate nucleosynthesis with ${it Y$_{e}$}$ ranging from 0.48 to 0.58 in complete and incomplete Si burning layers in Pop III supernovae. We discuss the production of some important nuclei and compare the abundance patterns with those in observed extremely metal-poor stars.

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