Впечатление художника о реактивных сверхновых с общей оболочкой. Фото предоставлено: IMP
В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, ученые предложили особенности нуклеосинтеза процесса захвата быстрых нейтронов (r-процесса) в новом сценарии: реактивные сверхновые с общей оболочкой (CEJSNe). Исследование проливает новый свет на происхождение элементов, в частности, помимо лантаноидов.
Происхождение элементов тяжелее железа — один из важнейших вопросов, стоящих перед физиками. В процессах термоядерного синтеза в звездах образуются элементы вплоть до железа, а более тяжелые элементы не могут быть достигнуты из-за кулоновского отталкивания. Однако взрывоопасная среда может обеспечить достаточную температуру и плотность для его создания. Считается, что в результате r-процесса, происходящего в такой среде, образуется около половины элементов тяжелее железа.
В 2017 году открытие гравитационной волны и ее послесвечения при слиянии нейтронных звезд GW081708 впервые четко подтвердило возникновение r-процесса. Однако более поздние исследования поставили под сомнение, что слияние нейтронных звезд — единственное место, где происходит r-процесс, поскольку содержание лантаноидов, образующихся в результате слияния нейтронных звезд, значительно ниже, чем то, что наблюдалось в звездах с низким содержанием металлов.
Поэтому роль других очагов, таких как коллапсы и магнитогидродинамические сверхновые, должна быть незаменима в r-процессе.
Доктор Цзинь Шилунь из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и его коллега из Техниона в Израиле впервые представили функции R-процесса на новом сайте CEJSNe.
CEJSNe относится к нейтронной звезде, остатку сверхновой и красному сверхгиганту поздней фазы массивной двойной звездной системы. Красный сверхгигант расширяется и окутывает нейтронную звезду, которая по спирали входит в оболочку красного сверхгиганта, а затем в ее ядро. Как только нейтронная звезда попадает в ядро, она накапливает массу с очень высокой скоростью через аккреционный диск, и образующиеся в результате энергичные и плотные струи могут создать подходящие условия для нуклеосинтеза r-процесса.
Ученые показали, что CEJSNe может производить наиболее распространенные элементы тяжелее лантаноидов в текущих сценариях r-процесса. Сравнивая Log(Xla) с Log(Ir/Eu), новой величиной, отражающей относительную силу лантаноидов и элементов в третьем пике, они обнаружили антикорреляцию между CEJSNe и другими моделями r-процесса.
«Это открытие означает, что обильные лантаноиды и более тяжелые элементы не могут быть произведены в одном событии, что было бы решающей особенностью для дальнейших исследований r-процесса. CEJSNe также имеет решающее значение для объяснения свойств r-усиленных, бедных металлами элементов. звезды», — сказал доктор. Джин.
Эта работа не только прокладывает новый путь к лучшему пониманию секретов, скрытых в процессе R, но и предоставляет экспериментаторам руководство для различных измерений.
Поскольку экзотические изотопы из Ускорительной установки высокой интенсивности (HIAF) скоро будут доступны в Китае, ожидается, что будут раскрыты ключевые свойства ядерного реактора, имеющие отношение к r-процессу в CEJSNe.
Информация от: Китайской академией наук
