爆炸性核天体物理学：开发的新方法，以确定陨石中星尘的起源

Gretina的照片在阿尔多斯的地图集。

国际团队开发一种新方法来确定陨石中星尘的起源。

陨石内容分析对于推进我们对太阳系的起源和演变的知识至关重要。一些陨石也含有星级的颗粒。这些谷物预测了我们的太阳系的形成，现在提供了对宇宙中的元素的重要见解。

与国际团队合作，美国能源部核物理学家（DOE的）argonne国家实验室已经与在一些陨石中发现的“寄生谷物”分析有关的关键发现。这一发现阐明了恒星爆炸的性质和化学元素的起源。它还为天文学研究提供了一种新方法。

“微小的预寄生颗粒，大约一个微米的粒度，是遥远过去的恒星爆炸的残留物，在我们的太阳系存在之前，”阿尔冈的物理宣言的实验核物理学家说。来自爆炸的恒星碎片最终变成了坠落在地球的陨石中。

“反过来，我们能够计算在恒星爆炸中产生的各种硫同位素的比率，这将允许天体物理学家确定特定的预寄生颗粒是否为新星或超新星起源。” - Dariusz Seweryniak，实验物理学家在物理典型中

主要的恒星爆炸有两种类型。一个被称为“Nova”的人涉及一个二进制星系，其中一个主要的明星是绕白矮星，一个非常致密的星星，这可以是地球的大小，但有太阳的质量。由于其强烈的引力领域，来自主恒星的物质不断被白矮星拉开。这种沉积的材料每1000至10万年每1000至100,000次发起热核爆炸，并且白矮星将相当于超过30个地球的质量进入星际空间。在“超新月”中，单个坍塌的星星爆炸并弹出大部分质量。

Nova和Supernova是我们银河系中最常见和暴力的恒星爆发的来源，因此，他们已经是几十年来强烈天文调查的主题。例如，关于较重元素的起源，已经从它们中学到了很多。

“研究这些现象的新方法正在分析陨石中寄生颗粒的化学和同位素组成，”Seweryniak。“对我们的研究特别重要是一种特定的核反应，即在氯的同位素上进行Nova和Supernova - 质子捕获 - 我们只能在实验室中间接研究。”

在进行研究时，该团队开创了一种新的天体物理学研究方法。它需要使用伽马射线能量跟踪射线阵列（GRETINA），该射线阵列（GRETINA）在氩气串联LINAC加速器系统（ATLAS），核物理学的DOE办公室。Gretina是一种最先进的检测系统，能够追踪从核反应排出的伽马射线的路径。它是世界上只有两个这样的系统之一。

使用Gretina，该团队完成了第一个详细的γ射线光谱研究，对同位素的天文学重要的核心，氩气-34。从数据来看，它们计算了涉及质子捕获在氯同位素（氯-33）上的核反应速率。

“反过来，我们能够计算在恒星爆炸中产生的各种硫同位素的比率，这将允许天体物理学家确定特定的预寄生谷物是否具有新的植物或超新星起源，”Seweryniak说。该团队还应用了所收购的数据，以更深入地了解恒星爆炸中的元素的合成。

该团队正计划继续使用Gretina的研究，作为全球努力全面了解恒星爆炸中元素的核心合成的全面努力。

参考：“搜索Nova Presolar谷物：γ - 射线光谱尺寸为34AR及γ其对Astrophysical 33Cl（P，）反应的相关性“A.L.L. Kennington，G. Lotay，D.T. Doherty，D.Seweryniak，C. Andreoiu，K. Auranen，M.P。木匠，W.N. Catford，C.M. Deibel，K.Hadyńska-Klūk，S. Hallam，D.E.M。 Hoff，T. Huang，R.V.F. Janssens，S.Jazrawi，J.José，F.G。 Kondev，T. lauritsen，J. Lauri，A.M。罗杰斯，J.Saiz，G. Savard，S. Stolze，G.L.Wilson和S.朱州，6月26日2020年6月26日，物理审查信.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.252702

除了SEWERYNIAK之外，作者还包括A.R.L.Kennington，G. Lotay，D.T. Doherty，C. Andreoiu，K. Auranen，M.P.木匠，W.N.Catford，C.M.Deibel，K. Hadynska-Klek，S. Hallam，D. Hoff，T. Huang，R.V.F.Janssens，S.Jazrawi，J.José，F.G。Kondev，T. lauritsen，J. Lauri，A.M。罗杰斯，J.Saiz，G. Savard，S. Stolze，G.L.威尔逊和朱。参与的研究机构包括萨里大学（英国），约克大学（英国），西蒙弗雷泽大学（加拿大），路易斯安那州立大学（美国），北卡罗来纳大学（美国），Duke大学（美国），大学Politècnicade Catalunya（西班牙）和Institut d'estudis espacials de Catalunya（西班牙）。

这项研究得到了美国能源部科学办公室的支持。