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論文

The Nucleosynthetic signatures of the first star survivors among hyper metal-poor stars with [Fe/H] $$<$$ -4.5

須田 拓馬*; 小宮 悠*; 西村 高徳*; 岩本 信之; 合川 正幸*; 藤本 正行*

AIP Conference Proceedings 1016, p.43 - 48, 2008/05

https://doi.org/10.1063/1.2943619

宇宙で生まれた最初の星は初期宇宙における星形成を知るうえで重要なプローブとなる。第一世代の星を見つけるためには、そのような星が受ける表面組成の変化を考慮する必要がある。表面組成の変化は星間物質や連星系における主星からのガス降着によって起こる。特に連星系の場合には、主星がAGB段階にあったときの星内部における混合過程による影響を受けていると考えられる。現在知られている最も鉄の少ない3つの星は第一世代星の候補として報告されている。それらの星では炭素過剰が共通に見られ、これは小質量AGB星の特徴でもある。われわれはそれらの星が連星系の伴星として誕生したと考え、主星としてのAGB星の質量に制限を加えることによって組成パターンが第一世代の中小質量星の進化的な特徴の証拠となり得るかどうか議論している。

論文

Interpretation of extremely metal-poor stars as candidates of first generation stars

西村 高徳*; 合川 正幸*; 岩本 信之; 須田 拓馬*; 藤本 正行*; Iben, I. Jr.*

AIP Conference Proceedings 1016, p.421 - 423, 2008/05

https://doi.org/10.1063/1.2943612

金属量が太陽の1/300より少ない環境では、小中質量星の進化は金属過剰星の進化とは異なり、TP-AGB段階で熱パルスによって発生した対流層が外側の水素外層に達する。この現象により陽子がヘリウム対流層内に混ぜられ、中性子が発生する。この中性子や$$alpha$$粒子が捕獲されることによって多様な元素が合成される。この研究では陽子混合によって発生した対流層内での詳細な元素合成計算を行った。その結果として、重元素のない始原的な環境では$$^{12}$$C($$n,gamma$$)$$^{13}$$C($$alpha,n$$)$$^{16}$$Oや$$^{16}$$O($$n,gamma$$)$$^{17}$$O($$alpha,n$$)$$^{20}$$Neなどの中性子のリサイクリング反応を通じて酸素からマグネシウム、さらにはより重い元素が合成されることを明らかにした。この研究から、現在知られている最も金属量の少ない星は始原ガスから生まれた種族IIIの星であると考えられる。

論文

Neutron-capture nucleosynthesis in the He-flash convective zone in extremely metal-poor stars

西村 高徳*; 岩本 信之; 須田 拓馬*; 合川 正幸*; 藤本 正行*; Iben, I. Jr.*

AIP Conference Proceedings 847, p.455 - 457, 2006/07

https://doi.org/10.1063/1.2234457

われわれは小中質量,金属欠乏星でのヘリウムシェルフラッシュ現象に伴って発生した対流層内における元素合成を調べた。この対流はヘリウム層内で発生し、その上部に位置する水素層の方へと広がっていく。対流層が水素層に到達すると陽子がヘリウム燃焼殻へ運ばれ、豊富に存在する$$^{12}$$Cに捕獲される。その結果、$$^{13}$$Cが大量に合成される。このようにして合成される$$^{13}$$Cの量の変化は、対流層内で起こる元素合成の結果に大きな影響を与える。初期に$$^{12}$$Cよりも重い原子核がない状況下でも、合成された$$^{13}$$Cが十分存在すると、二つの中性子循環反応($$^{12}$$C(n,$$gamma$$)$$^{13}$$C($$alpha$$,n)$$^{16}$$Oと$$^{16}$$O(n,$$gamma$$)$$^{17}$$O($$alpha$$,n)$$^{20}$$Ne)を通じてNe, Na, Mg, Alなどの比較的軽い核が形成される。さらに、これらの核を種として中性子捕獲反応が進むことにより、鉄族元素よりも重いSrやBa、そしてPbまでの元素も合成されることを示した。

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