Міжнародна дослідницька група перерахувала швидкість реакції захоплення атомами миш’яку протонів в екстремальних космічних умовах. Відкриття допоможе точніше зрозуміти природу космічних барстерів.
Група астрофізиків під керівництвом вчених з Інституту сучасної фізики Китайської академії наук уточнила швидкість протікання ядерних реакцій в умовах високої щільності і температури нейтронних зірок. Нові дані, як відзначають дослідники, змінюють уявлення про процеси нуклеосинтеза і термоядерного горіння в таких космічних об’єктах.
В оболонці нейтронних зірок ізотопи миш’яку і селену синтезуються в процесі послідовного захоплення протонів атомами германію. У своїй роботі вчені використовували новий і більш точний протонний поріг для миш’яку, який був виведений з релятивістської теорії Хартрі-Боголюбова з залежним від щільності взаємодією мезон-нуклонного зв’язку.
Дослідники кажуть, що в щільній оболонці нейтронної зірки, яка забирає масу від зірки-компаньйона, спостерігаються екстремальні умови. Щільність оболонки може в 6,6 тис. разів перевищувати щільність ядра Сонця, а температура може бути в 130 разів більше, ніж в центрі нашої зірки. Це ідеальні умови для термоядерного синтезу. Легкі атомні ядра зливаються з більш важкими, а важкі ядра можуть захоплювати додаткові протони і альфа-частинки.
У процесі синтезу вивільняється велика кількість енергії, відзначають автори роботи. Ці процеси можна спостерігати у вигляді сплеску високоенергетичного рентгенівського випромінювання з поверхні зірки. Продовження акреції (захоплення маси зірки-компаньйона) викликає повторювані сплески. Один з найвідоміших прикладів такого процесу – рентгенівський барстер GS 1826-24.
Дослідники підкреслюють, що швидкість протікання ядерної реакції для миш’яку впливає на зміну яскравості і часу рентгенівських сплесків від барстерів, особливо на пізніх стадіях, коли в оболонці накопичується велика кількість важких ядер. Автори роботи вважають, що нова оцінка дозволить уточнити і поглибити розуміння гідродинаміки періодичних рентгенівських сплесків.
Також дослідники відзначають, що розрахунки критично впливають на оцінку співвідношення маси і радіуса нейтронної зірки, а це накладає обмеження на рівняння стану ядра високої щільності. У своїй роботі дослідники розрахували нове співвідношення радіуса і маси нейтронної зірки GS 1826-24. Ці дані можуть використовуватися в гравітаційно-хвильовій астрономії.