2022年 | プレスリリース?研究成果
中性子星の合体で合成されたレアアースを初めて特定
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科 天文学専攻
大学院生 土本菜々恵（どもとななえ）
准教授 田中雅臣（たなかまさおみ）
【発表のポイント】
- 宇宙における金やプラチナ、レアアース（希土类元素）（注1）の起源は解明されていない。
- 中性子星(注2)の合体现象で重元素が作られることが分かっていたが、作られた元素の种类や量は明らかになっていなかった。
- 中性子星合体からのシグナルを解読することで、合成されたレアアースを初めて特定した。
- 宇宙における重元素の起源の解明につながる研究成果。
【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?宇宙物理学の长年の未解决问题です。起源天体としては中性子星の合体现象が有力视されていましたが、そのような现象で実际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。
东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)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(注3)を解読するため、全ての重元素の性质を网罗的に调べ、国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイⅡ(注4)」を用いて详细な数値シミュレーションを行った结果、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际に観测された赤外线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。これは个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进めるものです。
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。??Tohoku University
【用语解説】
(注1) レアアース
ランタノイド元素 (原子番号57?71番) とスカンジウム (原子番号21番)、イットリウム (原子番号39番) の17元素の総称。希土類元素とも言う。工業的に重要で、例えばランタンやセリウムは光学レンズ、ガラス研磨剤、蛍光体などに用いられている。
(注2) 中性子星
質量の大きい恒星が進化した後に残る天体の一種。半径10 km程度の大きさに地球の約50万倍の質量が詰まっており、非常に密度が高い。
(注3) スペクトル
光の波长ごとの强度分布。元素が特定の波长の光を吸収すると、その波长での光の强度が弱まり、吸収线として観测される。
(注4) アテルイⅡ
国立天文台が运用する、シミュレーション天文学専用のスーパーコンピュータ。岩手県奥州市の国立天文台水沢キャンパスに设置され、2018年6月より稼働を続ける。理论演算性能3.087ペタフロップス（1秒间に约3000兆回の计算を行う能力）は、天文学専用としては世界最速をほこる。今回の研究では、アテルイⅡの约400コアを用いて、「キロノバ」のスペクトルの细かい特徴を高速にシミュレーションした。
问い合わせ先
＜研究に関すること＞
东北大学大学院理学研究科天文学専攻
大学院生 土本 菜々恵（どもと ななえ）
电话：022-795-6521
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（*を蔼に置き换えてください）
东北大学大学院理学研究科天文学専攻
准教授 田中 雅臣（たなか まさおみ）
电话：022-795-6500
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（*を蔼に置き换えてください）
＜报道に関すること＞
东北大学大学院理学研究科広报?アウトリーチ支援室
电话：022-795-6708
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（*を蔼に置き换えてください）