Ny protonindfangningsreaktionshastighed for kobber-57 ændrer nukleosynteseveje i Type-I røntgenudbrud

Et internationalt forskerhold har for nylig udviklet en ny protonfangst-reaktionshastighed på kobber-57 til det ekstreme astrofysiske miljø ved neutronstjerners overflade. Forskerne fandt ud af, at den nye reaktionshastighed ændrer nogle af de mest kritiske nukleosynteseveje i Type-I røntgenudbrud.

Udgivet i The Astrophysical Journal , blev undersøgelsen udført af forskere ved Institute of Modern Physics ved det kinesiske videnskabsakademi, Monash University, Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan, Joint-Institute for Nuclear Astrophysics og RIKEN.

Siden det første Type-I røntgenudbrud blev opdaget i det sidste århundrede, har astrofysikere været ivrige efter at forstå fysikken, der driver disse udbrud. Dette inkluderer forståelse af deres energigenerering, sammensætningen af ​​sprængte asker, der er tilbage på neutronstjernens overflade, og måske endda deres bidrag til dannelsen af ​​nogle af de sjældneste kemiske grundstoffer i universet.

For at bygge nøjagtige modeller af disse udbrud, ud over de makroskopiske astrofysiske forhold, skal forskerne nøjagtigt kende de nukleare reaktionshastigheder for nøglenukliderne. Den detaljerede viden om den nukleare reaktionsvej tillader dem at modellere synteserne af de kemiske grundstoffer.

Tidligere undersøgelser viser, at kobber-57's protonfangereaktion er den femte mest indflydelsesrige reaktion, der påvirker det periodiske termonukleære udbrud af røntgenkilden GS 1826-24.

I denne undersøgelse opnåede forskerholdet den nye protonfangst-reaktionshastighed for kobber-57, som er så lav som kun 20 % af den tidligere hastighed. Ved hjælp af en avanceret Type-I røntgenburst-simuleringsmodel (KEPLER-kode) reproducerede de med succes et sæt teoretiske røntgenburst-lyskurver, der nøje matcher de observerede lyskurver i GS 1826-24 X- strålekilde.

De fandt ud af, at den nye protonfangst-reaktionshastighed for kobber-57 ændrer askesammensætningen væsentligt. Den sprængte askesammensætning er en væsentlig ingrediens i undersøgelser af superudbrud, der forbrænder denne aske, og af neutronstjerneafkøling.

Disse resultater hjælper til bedre at begrænse ligningen for nukleart stofs tilstand under ekstreme forhold inde i neutronstjerner, som er en nøgleingrediens til at forstå gravitationsbølger fra binære neutronstjernesammenlægninger og modstykker til gammastråleudbrud i æraen med multi-messenger astronomi. + Udforsk yderligere

Ny protonfangsthastighed for arsen-65 ændringer periodiske termonukleære røntgenudbrud