科学家在快质子俘获过程天体反应率研究中获进展

 

近日，中国科学院近代物理研究所科研人员与合作者在天体X-射线暴重要反应26P(p,γ)27S热核反应率方面取得重要进展，相关成果发表在天体物理期刊The Astrophysical Journal上。 

I型X-射线暴是银河系最常见的热核爆炸事件。作为驱动X-射线暴的关键核合成过程之一，快质子俘获过程（rp-过程）研究一直是核天体物理的前沿热点。26P(p,γ)27S反应是快质子俘获过程的重要核反应之一，其天体反应率精度对理解X-射线暴rp-过程反应路径具有重要的意义。 

近代物理所核物理中心科研人员联合匈牙利科学院、英国赫尔大学、美国密西根州立大学、德州农工大学康莫斯分校4家单位的核天体物理同行，利用硫-27新质量，结合理论计算，首次给出了实验数据约束的26P(p,γ)27S反应率。 

研究发现，该反应在X-射线暴温度区域内由直接俘获过程主导，且新反应率比前人使用统计模型得到的结果至少小一个量级。此外，核合成计算显示，相比于使用统计模型给出的反应率，新反应率的采用使得rp-过程物质主要聚集在磷-26(见图1)，并且硫-27与磷-26丰度比值减小至原来的10%(图2)， 最终导致反应灰烬中铝-27的量下降7.1%。  

该工作得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、中国科学院青年创新促进会基金等项目的支持。 

文章链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/accf9c

图1：rp-过程结束后核素丰度分布图。左图采用新的反应率，右图采用ths8反应率。（图源/The Astrophysical Journal） 

 

 

 

图2：硫-27与磷-26的丰度比随时间的演化示意图。（图源/The Astrophysical Journal）