Un sursaut de rayons X (XRB) est une violente explosion qui se produit à la surface d’une étoile à neutrons lorsqu’elle absorbe la matière d’une étoile compagnon. Au cours de cette absorption, l'augmentation des températures et des densités à la surface de l'étoile à neutrons déclenche une cascade de réactions thermonucléaires.
Ces réactions créent des atomes d'éléments chimiques lourds. Une étude publiée dans Physical Review Letters , présente une enquête sur l'une de ces réactions, 22 Mg(α,p) 25 Al (magnésium-22 et hélium-4, produisant un proton et de l'aluminium-25). La vitesse de cette réaction joue un rôle majeur dans l’information des modèles de XRB et dans la détermination des mécanismes de réaction qui alimentent ces explosions. Les chercheurs ont découvert que la vitesse de réaction est quatre fois supérieure à celle de la mesure directe précédente.
Les XRB sont pilotés par une séquence de réactions impliquant des noyaux instables qui capturent rapidement des protons avant que les noyaux n'aient une chance de se désintégrer. Au cours de cette séquence, le taux de réactions particulières de capture de protons diminue au niveau de plusieurs noyaux « points d'attente » (tels que le magnésium-22), provoquant un ralentissement du flux nucléaire.
Des recherches ont montré que la capture de particules alpha (hélium-4) par ces noyaux au lieu de protons pourrait contourner ces points d'attente et poursuivre la synthèse d'éléments plus lourds. Déterminer avec précision les taux de réactions possibles aux points d'attente, y compris les 22 Mg(α,p) 25 La réaction Al au point d'attente du magnésium 22 peut aider les scientifiques à améliorer leur compréhension des XRB.
Les 22 Mg(α,p) 25 Toute réaction implique des noyaux instables dont la durée de vie est trop courte pour que ces noyaux puissent être transformés en cibles. Pour mesurer cette réaction, les scientifiques ont effectué la mesure en cinématique inverse à l'aide du système d'accélérateur Linac tandem d'Argonne (ATLAS), une installation utilisateur du ministère de l'Énergie du Laboratoire national d'Argonne.
Les chercheurs ont développé un faisceau radioactif en vol avec le système de vol ATLAS. Le faisceau a été envoyé au détecteur MUSIC (MUlti-Sampling Ionization Chamber) rempli d'hélium gazeux pur, recréant les conditions pertinentes pour les XRB.
L'expérience a donné une nouvelle mesure directe de l'angle et de la section efficace intégrée en énergie du 22 Mg(α,p) 25 Toute réaction. La section efficace est une mesure de la probabilité que la réaction se produise.
L’expérience a révélé que cette probabilité est quatre fois plus élevée que la mesure directe précédente. Ce taux plus élevé indique une probabilité plus élevée que les 22 Le point d'attente Mg est contourné par le 22 Mg(α,p) 25 Toute réaction. De plus, les scientifiques ont découvert que la réaction commence à se produire à des températures plus basses qu'on ne le pensait auparavant.
Le nouveau résultat donne un aperçu de la physique sous-jacente du flux de réaction de nucléosynthèse à travers le 22 Point d'attente Mg dans les XRB.
Plus d'informations : H. Jayatissa et al, Étude du point d'attente du Mg22 pertinent pour la nucléosynthèse des rafales de rayons X via la réaction Mg22(α,p)Al25, Physical Review Letters (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.112701
Informations sur le journal : Lettres d'examen physique
Fourni par le Département américain de l'énergie
