核融合科学研究所

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2022.10.27

中性子星の合体で合成されたレアアースを初めて特定

東北大学大学院理学研究科

大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 核融合科学研究所

東京大学大学院理学系研究科

大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 国立天文台

研究成果(プレスリリース)

概要

宇宙における金やプラチナ、レアアースなどの起源は天文学・宇宙物理学の長年の未解決問題です。起源天体としては中性子星の合体現象が有力視されていましたが、そのような現象で実際にどのような元素が合成されたかは明らかになっていませんでした。

東北大学大学院理学研究科の土本菜々恵 大学院生 (日本学術振興会特別研究員)、田中雅臣准教授、核融合科学研究所の加藤太治准教授らの研究グループは、中性子星合体からの光のスペクトル)を解読するため、全ての重元素の性質を網羅的に調べ、ランタンとセリウムという一部のレアアースが、中性子星の合体で実際に観測された赤外線スペクトルの特徴を説明できることを明らかにしました。これは個々のレアアースが中性子星の合体で作られた初めての直接的な証拠であり、宇宙における元素の起源の理解を大きく進めるものです。

本研究成果は、2022年10月26日に「The Astrophysical Journal」電子版に掲載されました。

図1:中性子星合体と「キロノバ」の想像図
図1:中性子星合体と「キロノバ」の想像図。©Tohoku University

詳しくは東北大学大学院理学研究科のページをご覧下さい。

【論文情報】

雑誌名: The Astrophysical Journal

論文タイトル:Lanthanide Features in Near-infrared Spectra of Kilonovae

著者:Nanae Domoto, Masaomi Tanaka, Daiji Kato, Kyohei Kawaguchi, Kenta Hotokezaka, Shinya Wanajo

DOI:10.3847/1538-4357/ac8c36

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