Ett internationellt forskarlag har nyligen utvecklat en ny protonfångningsreaktionshastighet av koppar-57 för den extrema astrofysiska miljön på ytan av neutronstjärnor. Forskarna fann att den nya reaktionshastigheten ändrar några av de mest kritiska nukleosyntesvägarna i typ I-röntgenskurar.

Publicerad i The Astrophysical Journal , genomfördes studien av forskare vid Institute of Modern Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin, Monash University, Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan, Joint-Institute for Nuclear Astrophysics och RIKEN.

Sedan den första röntgenskuren av typ I upptäcktes under förra seklet har astrofysiker varit angelägna om att förstå fysiken som driver dessa utbrott. Detta inkluderar att förstå deras energigenerering, sammansättningen av aska som sprängts kvar på neutronstjärnans yta, och kanske till och med deras bidrag till bildandet av några av de mest sällsynta kemiska grundämnena i universum.

För att bygga exakta modeller av dessa skurar, utöver de makroskopiska astrofysiska förhållandena, behöver forskare exakt känna till kärnreaktionshastigheterna för nyckelnukliderna. Den detaljerade kunskapen om kärnreaktionsvägen tillåter dem att modellera synteserna av de kemiska elementen.

Tidigare studier tyder på att protoninfångningsreaktionen av koppar-57 är den femte mest inflytelserika reaktionen som påverkar den periodiska termonukleära explosionen av röntgenkällan GS 1826-24.

I den här studien fick forskargruppen den nya protoninfångningsreaktionshastigheten för koppar-57, som är så låg som bara 20 % av den tidigare hastigheten. Med hjälp av en toppmodern typ-I röntgenburst-simuleringsmodell (KEPLER-kod) reproducerade de framgångsrikt en uppsättning teoretiska röntgenburstljuskurvor som nära matchar de observerade ljuskurvorna i GS 1826-24 X- strålkälla.

De fann att den nya protonfångningsreaktionshastigheten för koppar-57 avsevärt förändrar askans sammansättning. Den sprängda askans sammansättning är en viktig ingrediens för studier av superburst som bränner denna aska och av kylning av neutronstjärnor.

Dessa resultat hjälper till att bättre begränsa tillståndsekvationen för kärnämne under extrema förhållanden inuti neutronstjärnor, vilket är en nyckelingrediens för att förstå gravitationsvågor från sammanslagningar av binära neutronstjärnor och motsvarigheter till gammastrålningskurar i en era av multibudbärarastronomi. + Utforska vidare

Ny protonfångsthastighet för arsenik-65 förändringar periodiska termonukleära röntgenskurar