Новая скорость захвата протонов для мышьяка-65 изменяет периодические термоядерные рентгеновские вспышки

Исследовательская группа Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) вместе с международными сотрудниками из Университета Монаша и Объединенного института ядерной астрофизики рассчитала скорость реакции захвата протона мышьяком-65. для экстремальных астрофизических условий аккреции нейтронных звезд, что позволяет астрофизикам исследовать механизм периодических термоядерных рентгеновских вспышек. Это исследование было опубликовано в Астрофизический журнал.

Интенсивная астрофизическая среда существует в очень плотной атмосфере нейтронной звезды, которая генерирует звездное топливо из приятель звезда. Эта мантия может примерно в 6600 раз превышать плотность ядра Солнца и в 130 раз превышать его температуру. В этих экстремальных условиях может произойти термоядерный выход. Легкие ядра сливаются с более тяжелыми ядрами, а затем более тяжелые ядра захватывают дополнительные протоны и альфа-частицы. Этот ядерный взрыв высвобождает огромное количество энергии.

Всплеск высокоэнергетического рентгеновского излучения испускается с поверхности вскоре после выхода термоядерного заряда. Это можно наблюдать в виде так называемых рентгеновских всплесков первого типа. По мере нарастания эти термоядерные взрывы могут периодически повторяться. Одним из самых известных примеров является периодический рентгеновский детонатор ГС 1826–24.

При термоядерном уходе изотопы мышьяка-65 и селена-66 синтезируются путем последующего захвата протона на германии-64. В этом исследовании исследователи повторно оценили скорость реакции захвата протона на изотопе мышьяка-65 для условий, соответствующих чрезвычайно высокой температуре окружающей среды для рентгеновского излучения типа I. Они использовали новый, более точный файл протон Порог мышьяка-65, который был выведен из релятивистской теории Хартри-Боголюбова с зависимым от плотности взаимодействием мезон-нуклонной связи.

Эта новая скорость реакции изменяет ход нуклеосинтеза и скорость, с которой может происходить термоядерное горение. В свою очередь, это влияет на яркость и временную изменчивость рентгеновских всплесков I типа, особенно на поздние сроки, в которых преобладают ядерные реакции на тяжелых ядрах. Это также приводит к изменениям взрывоопасного «зола», основной Он был изготовлен с помощью рентгеновских вспышек. Обновленная и более точная скорость реакции уточняет и углубляет понимание гидродинамики периодических всплесков рентгеновского излучения типа I.

Более того, эти результаты критически влияют на предполагаемую связь между массой и радиусом нейтронной звезды, что, в свою очередь, накладывает ограничения на уравнение состояния ядра высокой плотности. Соотношение массы и радиуса новой нейтронной звезды GS 1826–24 указывает на это. нейтрон Масса и радиус звезды могут быть в том же диапазоне, что и у пульсара PSR J1903 + 0327. Информация о свойствах нейтронные звезды Использование этих свойств влияет на гравитационно-волновую астрономию.