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科学家测得X射线暴温区关键(α,p)反应率

2021-10-20 18:54     来源:科学网     X射线

近日,中国科学院近代物理研究所的科研人员与合作者,通过实验首次得到了X射线暴温度区间的22Mg(α,p)25Al天体反应率,为深入理解X射线暴的光变曲线和X射线双星系统的天体物理环境,提供了重要的实验数据。相关研究成果发表于《物理评论快报》。

I型X射线暴是X射线双星系统中X射线突然增强很多倍的现象,其核过程包括3α反应、αp突破过程以及rp过程。在αp过程中,关键(α,p)反应直接影响核反应流,从而影响氢燃烧,导致X射线暴光变曲线的整体趋势发生改变。

理论家预言,在所有的(α,p)突破反应中,22Mg(α,p)25Al反应率对X射线暴光变曲线的影响最大。但长期以来,该反应的实验数据严重缺失,给X射线暴理论模型的预言带来了极大的不确定性。

为此,近代物理所的研究人员提出了间接测量的方法,并通过实验,首次得到了X射线暴温区的22Mg(α,p)25Al天体反应率。

结合实验结果,理论研究人员对时钟型X射线暴源(GS 1826–24)的光变曲线进行了计算和拟合,结果证明,实验得到的22Mg(α,p)25Al反应率对光变曲线有重大影响,模型拟合结果更加接近观测得到的光变曲线(平均偏差< 9%)。

同时,针对光球半径膨胀型X射线暴源(SAX J1808.4–3658),研究人员提出了在吸积包层里的氦丰度新约束,修正了理论模型,重现了辐照度随复现时间变化的观测谱。这将有助于人们更深入地理解X射线暴的光变曲线和光球半径膨胀型X射线暴源。

该研究由中科院近代物理研究所主导,联合日本东京大学、英国爱丁堡大学、意大利INFN实验室等单位共同完成。研究得到了科技部重点研发计划、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金面上项目和中国科学院国际人才计划的支持。

相关论文信息:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.172701

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