بيانات جديدة عن انفجارات الأشعة السينية

تعيد قياسات الكتلة الجديدة الدقيقة لاثنين من النظائر النادرة تشكيل فهمنا للتفاعل الحاسم في انفجارات الأشعة السينية.

فريق بحثي في ​​معهد الفيزياء الحديثة (IMP) في إطار الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) أجرى بنجاح قياسات كتلة مباشرة لنواة ذرية قصيرة العمر للغاية، الفوسفور 26 والكبريت 27. إن تحقيق هذا المستوى من الدقة يوفر بيانات جديدة مهمة لحساب معدلات التفاعل النووي التي تحدث أثناء انفجارات الأشعة السينية، مما يساعد العلماء على فهم أفضل لكيفية تشكل العناصر في مثل هذه البيئات المكثفة.

تم الإبلاغ عن النتائج في ال مجلة الفيزياء الفلكية.

تحدث انفجارات الأشعة السينية من النوع الأول غالبًا في المجرة وتتضمن انفجارات نووية حرارية قوية. يتم رؤيتها عادةً في أنظمة الأشعة السينية الثنائية منخفضة الكتلة حيث أ نجم نيوتروني يسحب المواد من نجم مصاحب.

خلال هذه الانفجارات، يتعرض الهيدروجين والهيليوم الموجودان على سطح النجم النيوتروني لاحتراق نووي حراري غير مستقر. يقود هذا النشاط سلسلة من أحداث التقاط البروتونات السريعة المعروفة باسم عملية rp. في هذا التسلسل من التفاعلات، تمتص النوى الذرية البروتونات بسرعة عالية لتكوين عناصر أثقل. تعتمد كفاءة واتجاه هذه التفاعلات بشكل كبير على وجود قياسات كتلة دقيقة للنوى المعنية.

التحديات بالقرب من خط التنقيط البروتون

ومع ذلك، فإن عملية rp تتضمن العديد من النوى القريبة من خط تنقيط البروتون، والتي عادة ما تكون ذات عمر قصير وكتل غير معروفة. ونتيجة لذلك، يعد حساب مسارات التفاعل النووي بدقة أمرًا صعبًا للغاية.

وفقًا للدكتور شينليانغ يان من IMP، أحد مؤلفي الدراسة، فإن أهمية فرع التفاعل المحتمل الذي يتضمن الفوسفور 26 والكبريت 27 في عملية rp قد تمت مناقشتها لسنوات بسبب عدم وجود بيانات كتلة دقيقة لهذه النوى.

للحصول على بيانات كتلة دقيقة للفوسفور 26 والكبريت 27، أجرى الباحثون قياسات مباشرة باستخدام قياس الطيف الكتلي المتزامن المحدد بالصلابة المغناطيسية في حلقة تخزين التبريد في مرفق أبحاث الأيونات الثقيلة في لانتشو (HIRFL-CSR). ووجدوا أن طاقة فصل البروتون للكبريت-27 أعلى بمقدار 129-267 كيلو إلكترون فولت عما كان يُعتقد سابقًا، وتظهر دقتها تحسنًا بمقدار ثمانية أضعاف مقارنة بالقياسات السابقة.

التأثير على معدلات التفاعل في انفجارات الأشعة السينية

ومع البيانات الجماعية الجديدة، اكتشف الباحثون أنه في ظل ظروف انفجار الأشعة السينية، فإن معدل التفاعل المحدث قدره ²⁶ف (ص، ج)²⁷يتم تعزيز S بشكل كبير ضمن نطاق درجة الحرارة الذي يتراوح بين 0.4-2 جيجاكلفن (GK)، ليصل إلى خمسة أضعاف المعدل المقدر مسبقًا عند 1 GK. تم تقليل عدم اليقين بشأن معدل التفاعل العكسي إلى حد كبير. وجد أن معدل التفاعل الجديد يزيد من نسبة وفرة الكبريت-27 إلى الفوسفور-26، مما يشير إلى تدفق تفاعل أكثر كفاءة نحو الكبريت-27.

قال الدكتور سوكينج هو من IMP، وهو مؤلف آخر للدراسة: “إن نتائجنا عالية الدقة بشأن الكتلة ومعدل التفاعل الجديد المقابل توفر مدخلات أكثر موثوقية لشبكات التفاعل الفيزيائي الفلكي، مما يحل الشكوك في مسارات التخليق النووي داخل منطقة الفوسفور والكبريت في انفجارات الأشعة السينية”.

المرجع: “القياس الدقيق للكتلة 26P و27S وتأثيرها على تفاعل 26P(p,γ)27S في انفجارات الأشعة السينية النجمية” بواسطة ZY Chen، XL Yan، SQ Hou، JB Liu، JY Shi، XH Zhou، YH Zhang، M. Wang، X. Zhou، M. Zhang، HF Li، MZ Sun، YM Xing، P. Shuai، X. Xu، WJ Huang، Q. Wang، YN Song، HY Deng، HY Jiao، YF Luo، Yu. أ. ليتفينوف، ك. بلوم، وت. ياماغوتشي، 31 نوفمبر 2025، مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/ae1470

وأجريت الدراسة بالتعاون مع باحثين من مركز جي إس آي هيلمهولتز لأبحاث الأيونات الثقيلة في ألمانيا ومعهد ماكس بلانك للفيزياء النووية، بالإضافة إلى جامعة سايتاما اليابانية.

تم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين، وجمعية تعزيز الابتكار لدى الشباب التابعة لأكاديمية العلوم الصينية، ومشروع الباحثين الشباب للتنمية الإقليمية التابع لأكاديمية العلوم الصينية.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.