Des chercheurs ont mesuré la transition nucléaire interdite entre 20F et 20Ne. Cette mesure leur a permis de faire un nouveau calcul du taux de capture électronique de 20Ne, un taux qui est important pour prédire l'évolution des étoiles de masse intermédiaire. Crédit :APS/Alan Stonebraker
Une grande équipe internationale de chercheurs a mesuré empiriquement la probabilité de capture d'électrons par l'isotope néon-20 ( 20 Ne) pour la première fois. L'équipe a publié deux articles dans la revue Examen physique C décrivant leur réalisation et expliquant comment leurs expériences se rapportent à la désintégration des étoiles de taille intermédiaire.
Des recherches antérieures ont montré qu'à la fin de leur vie, les petites étoiles forment des naines blanches avant de laisser tomber leurs couches externes. Et les grandes étoiles se terminent par un sursaut de supernova, entraînant la formation d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir. La façon dont les étoiles intermédiaires meurent n'a pas été aussi bien définie. Certaines recherches ont suggéré qu'elles perdent de la masse et deviennent des naines blanches; d'autres ont découvert qu'elles éclataient comme les grandes étoiles. Des recherches antérieures ont également montré que l'un des facteurs déterminants qui détermine de quelle manière une étoile intermédiaire mourra est le taux de capture d'électrons par 20 Ne et, par conséquent, le taux auquel le fluor-20 ( 20 F) apparaît. Mais jusqu'à maintenant, la probabilité de transition par de tels noyaux n'avait pas été mesurée avec précision dans une expérience de laboratoire. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont fait exactement cela.
Les expériences ont été réalisées au JYFL Accelerator Laboratory en Finlande. Là, les chercheurs ont bombardé une feuille de carbone avec 20 noyaux F, les forçant à s'incruster dans la feuille - ils ont ensuite mesuré la décroissance radioactive. Prochain, ils ont calculé la probabilité d'une transition. Ils rapportent qu'ils ont trouvé 0,00041 pour cent de 20 Les noyaux F se sont désintégrés en 20 Ne 0+ .
L'équipe a ensuite appliqué ce qu'elle avait appris à la mort des étoiles intermédiaires. En utilisant les résultats de leurs expériences, ils ont constaté qu'il y avait une augmentation importante (huit fois) du taux de capture d'électrons. Parce qu'il était si grand, les chercheurs suggèrent que cela conduirait à une fusion d'oxygène à des densités plus faibles. La détonation résultante devrait donc être relativement faible, pas une supernova. Le résultat final serait une naine blanche. Lorsqu'ils ont effectué des simulations à l'aide de leurs résultats, ils se sont tous terminés par la formation d'une naine blanche. Ainsi, ils concluent, il semble peu probable que les étoiles intermédiaires se transforment en étoiles à neutrons ou en trous noirs.
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