;
Наука 28 апреля 2022

Астрофизики вычислили скорость ядерных реакций, возникающих в нейтронных звездах

Далее

Международная исследовательская группа пересчитала скорость реакции захвата атомами мышьяка протонов в экстремальных космических условиях. Открытие поможет точнее понять природу космических барстеров.

Группа астрофизиков под руководством ученых из Института современной физики Китайской академии наук уточнила скорость протекания ядерных реакций в условиях высокой плотности и температуры нейтронных звезд. Новые данные, как отмечают исследователи, изменяют представления о процессах нуклеосинтеза и термоядерного горения в таких космических объектах.

В оболочке нейтронных звезд изотопы мышьяка и селена синтезируются в процессе последовательного захвата протонов атомами германия. В своей работе ученые использовали новый и более точный протонный порог для мышьяка, который был выведен из релятивистской теории Хартри-Боголюбова с зависимым от плотности взаимодействием мезон-нуклонной связи.

Исследователи говорят, что в плотной оболочке нейтронной звезды, которая забирает массу от звезды-компаньона, наблюдаются экстремальные условия. Плотность оболочки может в 6,6 тыс. раз превышать плотность ядра Солнца, а температура может быть в 130 раз больше, чем в центре нашей звезды. Это идеальные условия для термоядерного синтеза. Легкие атомные ядра сливаются с более тяжелыми, а тяжелые ядра могут захватывать дополнительные протоны и альфа-частицы. 

В процессе синтеза высвобождается большое количество энергии, отмечают авторы работы. Эти процессы можно наблюдать в виде всплеска высокоэнергетического рентгеновского излучения с поверхности звезды. Продолжение аккреции (захвата массы звезды-компаньона) вызывает повторяющиеся всплески. Один из самых известных примеров такого процесса — рентгеновский барстер GS 1826–24.

Изображение: LU Ning and LAM Yi Hua

Исследователи подчеркивают, что скорость протекания ядерной реакции для мышьяка влияет на изменение яркости и времени рентгеновских всплесков от барстеров, особенно на поздних стадиях, когда в оболочке накапливается большое количество тяжелых ядер. Авторы работы считают, что новая оценка позволит уточнить и углубить понимание гидродинамики периодических рентгеновских всплесков.

Также исследователи отмечают, что расчеты критически влияют на оценку соотношения массы и радиуса нейтронной звезды, а это накладывает ограничения на уравнение состояния ядра высокой плотности. В своей работе исследователи рассчитали новое соотношение радиуса и массы нейтронной звезды GS 1826–24. Эти данные могут использоваться в гравитационно-волновой астрономии.


Читать далее

За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем

Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита

Необъяснимую двойственность нашли в физике элементарных частиц: к чему это приведет