[論文レビュー] Solar Models and NACRE thermonuclear reaction rates

P. Morel, Bruno Pichon+2 more|ArXiv.org|Jul 27, 1999

Neutrino Physics Research参考文献 14被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、NACREの核反応率を用いた更新された太陽モデルを提示し、Caughlan & Fowler や Adelberger et al. が提示した以前の反応率と比較している。主な結果として、NACRE反応率は、特に音速プロファイルとpモード周波数において、太陽セイズミック観測と著しく良好な一致を示しており、太陽モデルの精度とニュートリノフラックス予測を向上させている。

ABSTRACT

Using the most recent updated physics, calibrated solar models have been computed with the new thermonuclear reaction rates of NACRE, the recently available European compilation. Comparisons with models computed with the reaction rates of Caughlan & Fowler (\cite{cf88}) and of Adelberger et al. (\cite{a98}) are made for global structure, expected neutrinos fluxes, chemical composition and sound speed profiles, helioseismological properties of p-modes and g-modes.

研究の動機と目的

• 最新の NACRE 核反応率を組み込むことで、太陽モデルの精度を向上させること。
• 特に音速プロファイルとモード周波数プロファイルにおいて、太陽モデルと太陽セイズミック観測との間の不一致を解消すること。
• 更新された反応率が予測される太陽ニュートリノフラックスおよび化学組成に与える影響を評価すること。
• 最新の実験的および理論的核データを用いて、太陽モデルをキャリブレーションすること。
• 太陽モデルがpモードおよびgモードからの観測的制約とどれほど整合性を持つのかを評価すること。

提案手法

• NACREが編纂した核反応率を用いて太陽モデルを計算し、更新された実験的データと理論的計算を統合している。
• エネルギー輸送、状態方程式、光学厚さ、対流基準といった標準太陽モデルの物理法則を適用している。
• Caughlan & Fowler (1988) や Adelberger et al. (1998) が提示した反応率を用いたモデルと比較し、音速、ニュートリノフラックス、モード周波数などのモデル出力を評価している。
• pモードおよびgモードの周波数に関する太陽セイズミックデータを、モデル予測を検証するための主要な観測的制約として用いている。
• 観測された光度と半径に一致させるために、太陽組成およびエネルギー生成率を自己一貫性のある方法でキャリブレーションしている。
• 特に 3He(3He,2p)4He および 14N(p,γ)15O の反応率の変動に対するモデル出力の感度を分析している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NACRE反応率に基づく太陽モデルは、pモードおよびgモード周波数の太陽セイズミック観測とどのように比較されるか？
• RQ2 NACRE反応率は、以前のコンパイレーションと比較して、予測される太陽ニュートリノフラックスにどのような影響を与えるか？
• RQ3 更新された反応率は、モデルの音速プロファイルと太陽セイズミック測定値との一致をどの程度改善するか？
• RQ4 新しい反応率は、太陽コアの組成およびエネルギー生成プロファイルにどのように影響を与えるか？
• RQ5 NACREに基づくモデルは、観測された太陽の光度と半径とどれほど整合性を持つのか？

主な発見

• NACRE反応率を用いた太陽モデルは、太陽の中心領域において、pモード周波数の太陽セイズミック観測と著しく良好な一致を示している。
• NACREに基づくモデルから得られた音速プロファイルは、Caughlan & Fowler や Adelberger et al. の反応率を用いたモデルと比較して、太陽セイズミックデータとよりよく一致している。
• 7Beおよび8Bのニュートリノフラックス予測が洗練され、前回のモデルと比較して8Bニュートリノフラックスが約5%低減された。
• 中心温度およびエネルギー生成率が、光度と半径の制約に適合するように調整され、太陽コアにおける整合性が向上した。
• gモード周波数補正が減少し、低周波数振動の観測とより良い一致を示している。
• 全体的なモデルキャリブレーションが厳密化され、理論的および観測的太陽構造パラメータの乖離が減少した。