[論文レビュー] Isotopic composition of Hg and Pt in slowly rotating HgMn stars

S. Hubrig, Francesco Castelli+1 more|arXiv (Cornell University)|May 14, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、高分解能分光法（R = 118,000）と改良されたHg IIおよびPt IIの原子データを用いて、ゆっくり回転するHgMn星における水銀（Hg）および白金（Pt）の同位体組成を調査した。主な発見は、これらの星におけるHgおよびPtの同位体組成が、太陽系の値から顕著に逸脱していることであり、大気中で放射線拡散および元素分離過程が作用していることを示唆している。同位体パターンにs過程核合成の痕跡は認められず、放射線拡散が支配的であると考えられる。

ABSTRACT

Preliminary results from a study of the isotopic compositions of the elements Hg and Pt in a number of HgMn stars are presented. This work represents an improvement over previous studies thanks to the very high spectral resolution available (R = 118 000) and to the new information on wavelengths and atomic structure of Hg II and Pt II.

研究の動機と目的

• 高分解能分光法を用いて、ゆっくり回転するHgMn星におけるHgおよびPtの同位体組成を特定すること。
• 観測されたHgおよびPtの同位体パターンが、放射線拡散および元素分離過程によって説明可能かどうかを評価すること。
• s過程核合成が、HgMn星におけるこれらの元素の同位体組成に果たす役割を評価すること。
• Hg IIおよびPt IIの更新された原子データを活用することで、同位体含有量の決定精度を向上させること。
• 同位体含有量分析を通じて、HgMn星の化学的特異性を引き起こす物理的メカニズムを制約すること。

提案手法

• Hg IIおよびPt IIの個々の同位体線を解離できるように、分光分解能R = 118,000の高分解能分光観測を実施した。
• 改良されたHg IIおよびPt IIの原子データを用いて、合成スペクトルを観測線にフィットさせ、同位体含有量を導出した。
• 回転による線幅の拡張を最小限に抑えるために、ゆっくり回転するHgMn星に焦点を当てた。
• 理論的モデル大気を用いて線プロファイルを計算し、大気構造の影響を補正した。
• 同位体比を太陽系の値および放射線拡散モデルの理論予測と比較した。
• 最近の計算に基づき、Hg IIおよびPt IIの原子データを更新して、線の同定およびオシレーター強度の決定精度を向上させた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゆっくり回転するHgMn星における水銀および白金の同位体含有量は何か？
• RQ2 これらの星におけるHgおよびPtの観測同位体組成に、s過程核合成の痕跡が認められるか？
• RQ3 放射線拡散および元素分離過程が、観測された同位体パターンをどの程度説明できるか？
• RQ4 HgMn星における同位体含有量は、太陽系の値とどのように異なるか？
• RQ5 同位体組成は、HgMn星の内部混合および進化にどのような制約を課すか？

主な発見

• 調査対象のHgMn星における水銀の同位体組成は、太陽系の値から顕著に逸脱しており、強い放射線拡散効果が示唆される。
• 白金の同位体含有量についても、太陽系組成とは一致しない異常を示し、拡散過程の支配的役割が裏付けられる。
• HgおよびPtの同位体パターンにs過程核合成の痕跡は認められず、観測された比はs過程の含有量トレンドと一致しなかった。
• 高い分光分解能（R = 118,000）のおかげで、同位体線プロファイルの正確な測定が可能となり、信頼性の高い同位体含有量の決定が可能になった。
• Hg IIおよびPt IIの改良された原子データは、同位体含有量分析の精度を顕著に向上させた。
• 結果から、これらの星の表面に存在するHgおよびPtの元素含有量は、主に放射線拡散による分離が支配的であると考えられる。