[論文レビュー] Local Mixing near the Solar Core, Neutrino Fluxes and Helioseismology

O. Richard, S. Vauclair|ArXiv.org|Sep 19, 1996

Neutrino Physics Research被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、太陽の核周辺における局所的混合がニュートリノ生成量および太陽地震学的性質に与える影響を調査する。Morel & Schatzman (1996) が提唱したパラメータ化された混合を太陽モデルに組み込むことで、著者たちはニュートリノ生成量を低減するが、その結果得られるモデルは太陽振動モードの逆問題による地震学的データと整合しないことが判明し、このような混合が太陽モデルと観測された振動周波数を一致させるのには失敗していることを示している。

ABSTRACT

We have computed solar models similar to those published in Richard, Vauclair, Charbonnel, Dziembowski (1996), in which we have added local mixing near the solar core in order to decrease the neutrino production. The results show that the neutrino fluxes are reduced as expected (although not enough to account for the observed values), but the obtained models are incompatible with the inversion of the helioseismic modes. We have specially tested the parametrized mixing proposed by Morel and Schatzman (1996). The resulting solar models are far from the seismic model and thus unrealistic.

研究の動機と目的

• 太陽コア周辺の局所的混合が、観測された生成量と一致するようにニュートリノ生成量を低減できるかどうかを検討すること。
• このような混合モデルが太陽振動モードからの太陽地震学的データとどの程度整合するかを評価すること。
• Morel & Schatzman (1996) が提唱したパラメータ化された混合モデルが太陽モデルにおいて実用的かどうかを評価すること。
• 局所的混合が、ニュートリノ生成量の観測値と太陽地震学的制約の両方を同時に満たせるかどうかを特定すること。
• コア混合を強化した修正された太陽モデルが、太陽地震学から推定される観測された太陽構造を再現できるかどうかをテストすること。

提案手法

• 著者たちは、エネルギー輸送方程式にパラメータ化された拡散型項を導入することで、コア周辺の局所的混合を組み込んだ太陽モデルを計算した。
• 混合はエネルギー輸送を強化し、結果としてコア温度を低下させ、ニュートリノ生成量を減少させるように実装された。
• Morel & Schatzman (1996) が提唱したパラメータ化された混合モデルが、特に太陽構造計算に採用された。
• 8Bおよび7Be反応におけるニュートリノ生成量を計算し、予測値と観測値を比較した。
• 予測された振動周波数と太陽振動モードの逆問題から得られた周波数を比較することで、モデルを太陽地震学的データと照合した。
• 予測された縦方向および非縦方向モード周波数と、太陽地震学的観測から得られた観測値を比較することで、モデルの整合性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 太陽コア周辺の局所的混合が、観測値と一致するレベルまでニュートリノ生成量を低減できるか？
• RQ2 パラメータ化されたコア混合を組み込むことで、太陽地震学的データとの一致が向上するか？
• RQ3 コア混合を強化した太陽モデルは、太陽振動モードの逆問題と整合するか？
• RQ4 局所的混合によって、予測値と観測値のニュートリノ生成量の差を解消できるが、太陽地震学的制約を破らないか？
• RQ5 太陽地震学から推定される音速プロファイルに、コア混合がどのような影響を与えるか？

主な発見

• 太陽コア周辺の局所的混合を組み込むことで、8Bニュートリノ生成量の予測値は著しく低減されたが、観測された低生成量と一致するほどではなかった。
• その結果得られた太陽モデルは、特に縦方向および非縦方向振動周波数において、太陽地震学的モデルと顕著な乖離を示した。
• Morel & Schatzman (1996) のパラメータ化された混合モデルは、太陽振動モードの逆問題と整合しないモデルを導き、根本的な不整合性を示している。
• コア混合を含むモデルは、太陽地震学的制約によって制限される中央部において、観測された太陽音速プロファイルを再現できなかった。
• 本研究の結論として、このような局所的混合機構では、太陽ニュートリノ問題を太陽地震学的制約を破ることなく解消することはできないとされた。
• 結果から、単純な局所的混合を越えた代替的メカニズムが、太陽ニュートリノ生成量の差異を解消するために必要となる可能性があると示唆された。