La curva di luce a raffica di raggi X periodica modellata e osservata della sorgente di raggi X GS 1826–24. La curva di luce generata dalla nuova velocità di reazione della cattura del protone su rame-57 e altre velocità di reazione aggiornate (linea rossa). Credito:The Astrophysical Journal /
Un team di ricerca internazionale ha recentemente sviluppato una nuova velocità di reazione di cattura dei protoni del rame-57 per l'ambiente astrofisico estremo sulla superficie delle stelle di neutroni. I ricercatori hanno scoperto che la nuova velocità di reazione modifica alcuni dei percorsi di nucleosintesi più critici nei lampi di raggi X di tipo I.
Pubblicato su The Astrophysical Journal , lo studio è stato condotto da ricercatori dell'Istituto di fisica moderna dell'Accademia cinese delle scienze, dell'Università di Monash, del Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan, del Joint-Institute for Nuclear Astrophysics e di RIKEN.
Da quando è stato scoperto il primo lampo di raggi X di tipo I nel secolo scorso, gli astrofisici sono stati ansiosi di comprendere la fisica che guida questi lampi. Ciò include la comprensione della loro generazione di energia, la composizione delle ceneri esplose lasciate sulla superficie delle stelle di neutroni e forse anche il loro contributo alla formazione di alcuni degli elementi chimici più rari dell'universo.
Per costruire modelli accurati di queste esplosioni, oltre alle condizioni astrofisiche macroscopiche, gli scienziati devono conoscere con precisione le velocità di reazione nucleare dei nuclidi chiave. La conoscenza dettagliata del percorso di reazione nucleare permette loro di modellare le sintesi degli elementi chimici.
Studi precedenti indicano che la reazione di cattura dei protoni del rame-57 è la quinta reazione più influente che colpisce l'esplosione termonucleare periodica della sorgente di raggi X GS 1826-24.
In questo studio, il team di ricerca ha ottenuto la nuova velocità di reazione di cattura dei protoni del rame-57, che è solo il 20% della velocità precedente. Utilizzando un modello di simulazione di burst di raggi X di tipo I all'avanguardia (codice KEPLER), hanno riprodotto con successo una serie di curve di luce di burst di raggi X teoriche che corrispondono strettamente alle curve di luce osservate di GS 1826-24 X- sorgente di raggi.
Hanno scoperto che la nuova velocità di reazione di cattura dei protoni del rame-57 cambia in modo significativo la composizione delle ceneri esplose. La composizione delle ceneri esplose è un ingrediente essenziale per gli studi sui superburst che bruciano queste ceneri e sul raffreddamento delle stelle di neutroni.
Questi risultati aiutano a vincolare meglio l'equazione di stato della materia nucleare in condizioni estreme all'interno delle stelle di neutroni, che è un ingrediente chiave per comprendere le onde gravitazionali dalle fusioni di stelle di neutroni binarie e le controparti dei lampi di raggi gamma nell'era dell'astronomia multi-messaggero. + Esplora ulteriormente
