Supernova neutrino nucleosynthesis of the radioactive Nb observed in primitive meteorites

始原的隕石中に測定された放射性同位体Nbの超新星ニュートリノ元素合成

早川 岳人; 中村 航*; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; 岩本 信之  ; Cheoun, M. K.*; Mathews, G. J.*

Hayakawa, Takehito; Nakamura, Ko*; Kajino, Toshitaka*; Chiba, Satoshi; Iwamoto, Nobuyuki; Cheoun, M. K.*; Mathews, G. J.*

短い半減期の放射能は最後の元素合成イベントから太陽系形成までの時間を計る宇宙核時計として使われている。Nb(半減期は34.7メガ年)は太陽系形成時に存在していた半減期が短い同位体の一つである。しかし、測定された太陽系形成時のNb/Nbの値は、大きく異なる2つの値に集中しているという問題がある。一つは、10であり、もう一つは10である。加えて、Nbの天体起源は不明という問題も残っている。ここで、われわれはNbの起源が超新星ニュートリノ過程であることを提案する。また、その他の一般的な元素合成過程ではNbが生成されないことも示す。

Short-lived radioactivities are used as nuclearcosmochronometers for understanding the free decay time from the last nucleosynthesis episode until the time of solar system formation (SSF). Nb (half-life of 34.7 Myr) is one of a short-lived isotope existed at SSF. However, there is a controversy in that the inferred initial abundance ratios for Nb/Nb at the time of SSF cluster around two different values; one is near 10, while the other is near 10. Moreover, the astrophysical mechanism for the synthesis of Nb has remained an unsolved problem. Here we argue that conventional nucleosynthesis mechanisms cannot produce Nb and propose a new mechanism for the nucleosynthesis of this isotopebased upon neutrino induced reactions occurring during core-collapse supernova explosions.