Een internationaal onderzoeksteam heeft onlangs een nieuwe proton-invangreactiesnelheid van koper-57 ontwikkeld voor de extreme astrofysische omgeving aan het oppervlak van neutronensterren. De onderzoekers ontdekten dat de nieuwe reactiesnelheid enkele van de meest kritische nucleosynthesepaden in Type-I röntgenuitbarstingen verandert.

Gepubliceerd in The Astrophysical Journal , de studie werd uitgevoerd door onderzoekers van het Institute of Modern Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, Monash University, het Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan, het Joint-Institute for Nuclear Astrophysics en RIKEN.

Sinds de eerste Type-I-röntgenuitbarsting werd ontdekt in de vorige eeuw, hebben astrofysici graag de fysica achter deze uitbarstingen willen begrijpen. Dit omvat het begrijpen van hun energieopwekking, de samenstelling van uitbarstingen die achterblijven op het oppervlak van de neutronenster en misschien zelfs hun bijdrage aan de vorming van enkele van de zeldzaamste chemische elementen in het universum.

Om nauwkeurige modellen van deze uitbarstingen te bouwen, moeten wetenschappers, naast de macroscopische astrofysische omstandigheden, de kernreactiesnelheden van de belangrijkste nucliden nauwkeurig kennen. De gedetailleerde kennis van het kernreactiepad stelt hen in staat om de synthese van de chemische elementen te modelleren.

Eerdere studies geven aan dat de protoninvangreactie van koper-57 de vijfde meest invloedrijke reactie is die de periodieke thermonucleaire burst van de röntgenbron GS 1826-24 beïnvloedt.

In deze studie verkreeg het onderzoeksteam de nieuwe protoninvangreactiesnelheid van koper-57, die slechts 20% van de vorige snelheid is. Met behulp van een ultramodern Type-I X-ray burst-simulatiemodel (KEPLER-code), reproduceerden ze met succes een reeks theoretische X-ray burst-lichtcurven die nauw overeenkomen met de waargenomen lichtcurven van GS 1826-24 X- straalbron.

Ze ontdekten dat de nieuwe protoninvangreactiesnelheid van koper-57 de samenstelling van de burst-as aanzienlijk verandert. De samenstelling van de burst-as is een essentieel ingrediënt voor het onderzoek naar superbursts die deze as verbranden en naar de koeling van neutronensterren.

Deze resultaten helpen om de toestandsvergelijking van nucleaire materie onder extreme omstandigheden in neutronensterren beter te beperken, wat een belangrijk ingrediënt is voor het begrijpen van zwaartekrachtsgolven van fusies van binaire neutronensterren en gammaflits-tegenhangers in het tijdperk van multi-messenger-astronomie. + Verder verkennen

Nieuwe protonopnamesnelheid van arseen-65 verandert periodieke thermonucleaire röntgenuitbarstingen