天文学：連星中性子星の合体における重力波イベントによる重元素の起源

宇宙における鉄より重い元素の起源は、長い間よく分かっていなかった。理論モデルからは、2つの中性子星が激しく合体する際に放出される物質から、速い中性子捕獲（r過程）と呼ばれる過程の元素合成で金や白金などの重元素が形成される可能性が示されている。そうした重元素の同位体の放射性崩壊によって、特異な熱発光（「キロノバ」）が生じると予測されている。重力波源GW170817の電磁波対応天体の発見は、合成されたばかりのr過程元素のサンプルを検出して詳しく調べる初の機会となる。今回我々は、キロノバの電磁波放射を詳細に予測し、観測結果から放出物の質量、速度、組成の導出を可能にするモデルについて報告する。我々は、このモデルを、GW170817イベントに伴う可視光放射および赤外線放射と比較し、観測された放射源がキロノバであると主張する。また我々は、2つの異なる放出物成分、すなわち主に軽いr過程元素（質量数140未満）からなる成分と、重いr過程元素（質量数140を超える）からなる成分が存在すると推測する。GW170817から推定された放出物の質量と合体速度から、そうした合体が宇宙におけるr過程合成の支配的なモードであることが示唆される。

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