rp-процесс
RP -процесс (процесс быстрого захвата протонов) состоит из последовательных захватов протонов зародышевыми ядрами с образованием более тяжелых элементов. [1] Это процесс нуклеосинтеза , который, наряду с s -процессом и r -процессом , может быть ответственным за образование многих тяжелых элементов, присутствующих во Вселенной. Однако он заметно отличается от других упомянутых процессов тем, что происходит на стороне стабильности, богатой протонами, а не на стороне стабильности, богатой нейтронами. Конечная точка rp-процесса (элемента с наибольшей массой, который он может создать) еще точно не установлена, но недавние исследования показали, что в нейтронных звездах он не может выйти за пределы теллура . [2] rp-процесс тормозится альфа-распадом , который устанавливает верхний предел конечной точки в 104 Te , самый легкий наблюдаемый альфа-распадающийся нуклид, [3] и линия протона в легких изотопах сурьмы . В этот момент дальнейший захват протонов приводит к мгновенному испусканию протонов или альфа-излучению, и, таким образом, поток протонов расходуется без образования более тяжелых элементов; этот конечный процесс известен как цикл олово-сурьма-теллур. [4]
Условия
[ редактировать ]Процесс должен происходить в условиях очень высоких температур (выше 10°С). 9 Кельвинов ), чтобы протоны могли преодолеть большой кулоновский барьер для реакций с заряженными частицами. Богатая водородом среда также является необходимым условием из-за необходимого большого потока протонов. Считается, что зародышевые ядра, необходимые для осуществления этого процесса, образуются во время реакций прорыва из горячего цикла CNO . Обычно захват протона в rp-процессе будет конкурировать с реакциями (α,p), поскольку большинство сред с высоким потоком водорода также богаты гелием. Временной масштаб rp-процесса задается β + распадается на линии стекания протонов или вблизи нее , потому что слабое взаимодействие , как известно, медленнее, чем сильное взаимодействие и электромагнитная сила при таких высоких температурах.
Возможные сайты
[ редактировать ]Предполагаемые места для rp-процесса представляют собой аккрецирующие двойные системы, в которых одна звезда является нейтронной звездой . В этих системах звезда-донор аккрецирует материал на свою компактную звезду-партнера. Аккрецированный материал обычно богат водородом и гелием из-за его происхождения из поверхностных слоев звезды-донора. Поскольку такие компактные звезды имеют сильные гравитационные поля , материал падает с высокой скоростью к компактной звезде, обычно сталкиваясь с другим сросшимся материалом на пути, образуя аккреционный диск . В случае аккреции на нейтронную звезду, по мере медленного накопления этого материала на поверхности, оно достигнет температуры порядка 10 8 К. В конце концов считается, что в этой горячей атмосфере возникает термоядерная нестабильность, позволяющая температуре продолжать расти, пока это не приведет к безудержному термоядерному взрыву водорода и гелия. Во время вспышки температура быстро повышается, становясь достаточно высокой для того, чтобы произошел rp-процесс. Хотя первоначальная вспышка водорода и гелия длится всего секунду, RP-процесс обычно занимает до 100 секунд. Поэтому rp-процесс наблюдается как хвост образовавшегося рентгеновского всплеска .
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Билдстен, Ларс (2010) [1998]. «Термоядерное горение быстро аккрецирующих нейтронных звезд». Ин ван Парадийс, Дж.; Альпар, Массачусетс; Буккери, Р. (ред.). Многоликость нейтронных звезд . Спрингер. arXiv : astro-ph/9709094v1 . ISBN 9789048150762 .
- ^ Шац, Х.; А. Апраамян; В. Барнард; Л. Билдстен; А. Камминг; и др. (апрель 2001 г.). «Конечная точка rp -процесса аккреции нейтронных звезд» . Письма о физических отзывах . 86 (16): 3471–3474. arXiv : astro-ph/0102418 . Бибкод : 2001PhRvL..86.3471S . doi : 10.1103/PhysRevLett.86.3471 . ПМИД 11328001 . S2CID 46148449 . Проверено 24 августа 2006 г.
- ^ Ауранен, К.; и др. (2018). «Сверхразрешенный α-распад до двойной магии. 100 Sn» (PDF) . Письма о физическом обзоре . 121 (18): 182501. Bibcode : 2018PhRvL.121r2501A . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.182501 . PMID 30444390 .
- ^ Лахири, С.; Гангопадьяй, Г. (2012). «Конечная точка процесса RP с использованием релятивистского подхода среднего поля и новой формулы массы». Международный журнал современной физики Э. 21 (8). arXiv : 1207.2924 . Бибкод : 2012IJMPE..2150074L . дои : 10.1142/S0218301312500747 . S2CID 119259433 .
