Bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsü, bir magnetar yarattığı düşünülen bir süpernova kalıntısını gösteriyor. Katkıda bulunanlar: NASA/JPL/Hubble Miras Ekibi (STScI/AURA)
Bilim insanları, güneş sistemindeki nadir izotopların kökenini açıklayabilecek yeni bir nükleosentez süreci olan νr sürecini önerdiler.
Bilim adamları tarafından νr-süreci olarak adlandırılan yeni bir nükleosentez süreci önerildi. Nötron bakımından zengin malzeme yüksek miktarda nötrino akışına maruz kaldığında çalışır. Yakın zamanda yayınlanan teorik öneri Fiziksel İnceleme Mektupları GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Technische Universität Darmstadt ve Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından yapılan araştırma, güneş sisteminde bulunan ancak kökeni hala bilinmeyen bir grup nadir izotopun üretimiyle ilgili uzun süredir devam eden bir sorunun çözümü olabilir. yeterince anlaşılmamış, sözde p-çekirdekleri.
Yıldızlarda Nükleosentez
Büyük yıldızlarda gerçekleşen füzyon süreçleri, demir ve nikele kadar çekirdekler üretir. Bunların ötesinde, kurşun ve altın gibi kararlı ağır çekirdeklerin çoğu, yavaş veya hızlı nötron yakalama süreçleriyle üretilir. Nötron eksikliği olan geri kalanların üretimi için çeşitli nükleosentez işlemleri önerilmiştir. Ancak, büyük miktardaki maddeleri açıklamak hala bir zorluk olarak kaldı. 92,94Mo, 96,98Ru ve 92Nb (erken) güneş sisteminde.
νr Sürecinin Mekanizması
Nötrinolar bir dizi yakalama reaksiyonunu katalize ettiğinden, νr-süreci tüm bu çekirdeklerin eşzamanlı üretimine izin verir. Süreç şu şekilde işliyor: νr-süreci, astrofiziksel patlamalarda, başlangıçta sıcaklıklar yüksek olduğunda, demir ve nikel çevresinde bulunan nötronlar ve çekirdeklerden oluşan nötron açısından zengin dışarı akışlarda çalışır. Malzemenin sıcaklığı düştükçe, bir dizi nötron yakalama ve zayıf etkileşim süreçleriyle daha hafif çekirdeklerden daha ağır çekirdekler üretilir.
Bununla birlikte, zayıf reaksiyonların beta bozunmaları olduğu hızlı nötron yakalama sürecinden farklı olarak, νr süreci için bunlar nötrino soğurma reaksiyonlarıdır. Serbest nötronlar tükendikten sonra, diğer nötrino soğurma reaksiyonları, çekirdeklere bağlı nötronları, üretilen çekirdekleri beta stabilite çizgisine doğru ve hatta ötesine iten protonlara dönüştürür.
P-çekirdekleri kırmızıyla işaretlenmiştir. Kredi bilgileri: Zewei Xiong
Nötrinoların enerjileri, çekirdekleri, nötronların, protonların ve alfa parçacıklarının emisyonu ile bozunan durumlara uyaracak kadar büyüktür. Yayılan parçacıklar ağır çekirdekler tarafından yakalanır. Bu, νr süreci tarafından üretilen elementlerin nihai bolluğunu belirleyen, nötrinolar tarafından katalize edilen bir dizi yakalama reaksiyonunu tetikler. Bu şekilde nötrinolar, başka türlü erişilemeyen nötron eksikliği olan çekirdekler üretebilir.
GSI/FAIR Nükleer Astrofizik ve Yapı Bölümü bilim insanı ve yayının ilgili yazarı Zewei Xiong, “Bulgumuz, p-çekirdeklerin kökenini, çekirdeklerdeki nötrino soğurma reaksiyonları yoluyla açıklamak için yeni bir olasılık açıyor” diyor.
Yıldız Ortamını Tanımlamak
νr sürecini yönlendiren reaksiyon serisini belirledikten sonra, meydana geldiği yıldız patlamasının türü henüz belirlenmemiştir. Yayınlarında yazarlar, νr sürecinin manyeto-dönme süpernovaları, çöküntüler veya magnetarlar gibi güçlü manyetik alanlara sahip bir ortamda fırlatılan materyalde çalıştığını öne sürdüler. Bu öneri astrofizikçileri uygun koşulları araştırmaya yöneltti ve aslında ilk yayında manyetik olarak tahrik edilen ejektanın gerekli koşullara ulaştığı bildirilmişti.
Gelecekteki Araştırmalar ve Çıkarımlar
νr süreci, nötrino reaksiyonları ve beta stabilite çizgisinin her iki tarafında bulunan çekirdekler üzerindeki nötron yakalama reaksiyonları bilgisini gerektirir. İlgili reaksiyonların ölçülmesi, GSI/FAIR tesisindeki benzersiz depolama halkası yetenekleriyle mümkün hale gelecektir.
Referans: “𝑟-Proses Tohumlarından 𝑝 Çekirdeklerinin Üretimi: 𝜈𝑟 Süreci”, Zewei Xiong, Gabriel Martínez-Pinedo, Oliver Just ve Andre Sieverding, 9 Mayıs 2024, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.192701