6. 金属欠乏星の組成
金属の存在量が太陽系に比べて極端に少ない星の組成は、誕生以前に起きた 1 回の金属合成過程 (星の死) の影響を強く受けていると考えられる。その中の 2 つの星 CS22892-052 (中段, [Fe/H] = -2.9)、HD122563 (下段, [Fe/H] = -2.6) の組成を示した。上段は太陽系の組成。組成は存在比 X/Fe を対数スケールで表す。中段は r 過程元素が過剰だが、その内部パターンは太陽と概ね一致する。下段は重い r 過程元素の含有率が特に少ない。
1
H
4.54
7.41
7.10
2
He
3.45
-
-
3
Li
-6.50
-
-
4
Be
-6.08
-
-
5
B
-4.76
-
-
6
C
1.00
1.82
0.39
7
N
0.37
0.81
0.90
8
O
1.23
1.86
2.10
9
F
-3.06
-
-
10
Ne
0.60
-
-
11
Na
-1.24
-1.59
-1.08
12
Mg
0.09
0.31
0.29
13
Al
-1.03
-1.65
-1.56
14
Si
0.05
0.28
0.32
15
P
-2.05
-
-
16
S
-0.34
-0.11
-0.03
17
Cl
-2.15
-
-
18
Ar
-1.08
-
-
19
K
-2.39
-2.04
-2.03
20
Ca
-1.16
-0.75
-1.00
21
Sc
-4.32
-4.74
-4.32
22
Ti
-2.49
-2.41
-2.45
23
V
-3.56
-3.52
-3.62
24
Cr
-1.84
-2.26
-1.85
25
Mn
-2.04
-2.45
-2.79
26
Fe
0.00
0.00
0.00
27
Co
-2.52
-2.47
-2.54
28
Ni
-1.26
-1.24
-1.39
29
Cu
-3.28
-4.14
-3.92
30
Zn
-2.90
-3.00
-2.89
31
Ga
-4.44
-4.63
-
32
Ge
-3.84
-4.79
-5.06
33
As
-5.14
-
-
34
Se
-4.10
-
-
35
Br
-4.90
-
-
36
Kr
-4.34
-
-
37
Rb
-5.14
-2.75
-3.54
38
Sr
-4.63
-4.20
-4.78
39
Y
-5.25
-5.05
-5.83
40
Zr
-4.87
-4.44
-5.18
41
Nb
-5.99
-5.39
-6.38
42
Mo
-5.58
-4.99
-5.77
43
Tc
44
Ru
-5.71
-4.46
-5.76
45
Rh
-6.68
-5.14
-6.10
46
Pd
-5.89
-4.88
-6.21
47
Ag
-6.50
-5.73
-7.04
48
Cd
-5.73
-4.94
-7.75
49
In
-6.66
-
-
50
Sn
-5.44
-4.62
-4.55
51
Sb
-6.43
-
-
52
Te
-5.25
-
-
53
I
-5.89
-
-
54
Xe
-5.24
-
-
55
Cs
-6.36
-
-
56
Ba
-5.19
-4.63
-6.34
57-71
72
Hf
-6.61
-5.43
-7.23
73
Ta
-7.59
-
-
74
W
-6.67
-
-
75
Re
-7.17
-
-
76
Os
-6.11
-4.55
-6.10
77
Ir
-6.12
-4.64
-6.50
78
Pt
-5.83
-4.39
-6.20
79
Au
-6.55
-
-
80
Hg
-6.26
-
-
81
Tl
-6.54
-
-
82
Pb
-5.51
-4.83
-5.61
83
Bi
-6.79
-
-
84
Po
85
At
86
Rn
87
Fr
88
Ra
89-103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
Fl
115
Mc
116
Lv
117
Ts
118
Og
57
La
-6.35
-5.34
-7.50
58
Ce
-5.88
-5.02
-6.81
59
Pr
-6.71
-5.99
-7.05
60
Nd
-6.04
-4.97
-6.91
61
Pm
62
Sm
-6.51
-5.11
-7.06
63
Eu
-6.94
-5.88
-7.55
64
Gd
-6.38
-5.05
-7.34
65
Tb
-7.15
-5.92
-6.73
66
Dy
-6.36
-4.94
-7.52
67
Ho
-6.98
-5.76
-6.89
68
Er
-6.53
-5.20
-7.56
69
Tm
-7.35
-6.05
-7.92
70
Yb
-6.61
-5.52
-7.76
71
Lu
-7.36
-5.75
-7.78
89
Ac
90
Th
-7.43
-6.39
-7.99
91
Pa
92
U
-7.98
-6.51
-
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
NOTE
6-1 金属欠乏星の組成は SAGA database (Suda et al., 2008) から引用した (Version April 7, 2021)。星組成データベースには、他に JINAbase (Abohalima & Frebel, 2018) がある。星の選定は青木 (2014) を参考にした。太陽系の組成は Asplund et al. (2021) の太陽光球値の欠損を Palme et al. (2014) の CI コンドライト隕石値で補ったもの。
6-2 天文学では、星の組成、例えば Fe の H に対する存在数比を表すのに [Fe/H] という記号が用いられる。これは、対象の星の Fe/H 比を太陽系の Fe/H 比で割った値を対数スケールで表す。つまり、次の定義。例えば、Fe/H 比が太陽系 の 100 分の 1 の場合は [Fe/H] = -2。
参考文献
- Abohalima, A. and Frebel, A. (2018) JINAbase - A database for chemical abundances of metal-poor stars. The Astrophysical Journal Supplement Series, 238, 36. DOI: 10.3847/1538-4365/aadfe9.
- Asplund, M., Amarsi, A. M. and Grevesse, N. (2021) The chemical make-up of the Sun: A 2020 vision. Astronomy & Astrophysics, 653, A141. DOI: 10.1051/0004-6361/202140445.
- Palme, H., Lodders, K. and Jones, A. (2014) Solar system abundances of the elements, in Treatise on Geochemistry, 2nd edn., ed. Holland, H. D. and Turekian, K. K. (Elsevier), 2, 15-36. DOI: 10.1016/B978-0-08-095975-7.00118-2.
- Suda, T., Katsuta, Y., Yamada, S., Suwa, T., Ishizuka, C., Komiya, Y., Sorai, K., Aikawa, M. and Fujimoto, M. Y. (2008) Stellar Abundances for the Galactic Archeology (SAGA) Database - Compilation of the characteristics of known extremely metal-poor stars. Publications of the Astronomical Society of Japan, 60, 1159-1171. DOI: 10.1093/pasj/60.5.1159.
- 青木和光. (2014) 天文観測で r プロセスの何がわかるか. 天文月報, 107, 76-87. 天文月報バックナンバーのページ (日本天文学会).
注意書き
- 地学や天文学の学習のサポートや、エンターテインメントとして楽しんで頂くことを目的に制作しました。掲載されたデータの正確性を求める方は、元論文を参照してください。
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