宇宙中稀有核合成的可能新過程 _宇宙

這張照片顯示了一個超新星遺跡，被認為創造了一顆磁星。資料來源：哈勃遺產團隊（STScI AURA），朱（UIUC）等人，美國國家航空航天局
據德國亥姆霍茲研究中心協會（Ingo Peter）：GSI亥姆霍茲中心für Schwerionenforschung、達姆施塔特理工大學和馬克斯·普朗克天體物理研究所的科學家提出了一種新的核合成過程，稱為Γr過程。當富含中子的物質暴露在高通量的中微子中時，它就會工作。
最近發表在《物理評論快報》上的這一理論建議，可能是解決一個長期存在的問題的解決方案，該問題與太陽系中存在的一組稀有同位素的產生有關，但其起源仍鮮為人知，即所謂的p核。
大質量恒星中的聚變過程產生高達鐵和鎳的原子核。除此之外，大多數穩定的重核，如鉛和金，都是通過緩慢或快速的中子捕獲過程產生的。
對于其余缺乏中子的核武器的生產，已經提出了各種核合成過程。然而，解釋（早期）太陽系中92,94Mo、96,98Ru和92Nb的大量豐度仍然是一個挑戰。
由于中微子催化了一系列捕獲反應，因此γ-過程允許同時產生所有這些核。
這就是過程的工作原理：在天體物理爆炸中，γr過程在富含中子的外流中運行，當溫度高時，最初由中子和位于鐵和鎳周圍的原子核組成。
隨著材料溫度的降低，較輕的原子核通過一系列中子捕獲和弱相互作用過程產生較重的原子核。然而，與快速中子捕獲過程不同的是，在快速中子捕獲中，弱反應是β衰變，它們是對μr過程的中微子吸收反應。
一旦自由中子耗盡，進一步的中微子吸收反應將束縛在原子核中的中子轉化為質子，將產生的原子核推向甚至超過β穩定線。
中微子的能量足夠大，可以將原子核激發到通過中子、質子和阿爾法粒子的發射而衰變的狀態。發射出的粒子被重原子核捕獲。
這引發了一系列由中微子催化的捕獲反應，這些反應決定了Γr過程產生的元素的最終豐度。通過這種方式，中微子可以產生中子不足的核，否則這些核是無法接近的。
GSI/FAIR核天體物理與結構部科學家、該出版物的通訊作者熊澤偉說：“我們的發現為通過中微子在核上的吸收反應解釋p核的起源開辟了一種新的可能性。” 。
在確定了驅動γr過程的一系列反應后，恒星爆炸發生的類型仍有待確定。
在他們的出版物中，作者們提出，在強磁場環境中噴出的物質中，如磁旋轉超新星、collapsar或磁星中，會發生Γr過程。
這一建議促使天體物理學家尋找合適的條件，事實上，第一份出版物已經報道了磁驅動噴出物達到必要條件的情況。
Γr過程需要了解位于β穩定線兩側的核上的中微子反應和中子捕獲反應。通過GSI/FAIR設施獨特的儲存環功能，測量相關反應將成為可能。