12C核共鳴の測定による恒星のトリプルアルファプロセスの修正速度
Hans O U Fynbo1, Christian A A Diget, Uffe C Bergmann
1Department of Physics and Astronomy, University of Aarhus, 8000 Arhus C, Denmark. fynbo@phys.au.dk
Nature
|January 15, 2005
まとめ
研究者は,恒星の進化と元素の生成に不可欠なトリプルアルファ反応速度を正確に測定しました. 新しい発見は,初期の星におけるより速い炭素生成と,超新星における変化した核合成を明らかにしています.
科学分野:
- 核天体物理学 核天体物理学とは
- 恒星の進化について
- 宇宙核合成 (コスミック・ニュクレオシンセシス)
背景:
- 3つのヘリウム核 (アルファ粒子) を炭素12 (12C) に結合するトリプルアルファプロセスは,恒星核合成の基本です.
- この反応は,十分な中心温度の恒星で発生し,宇宙元素の豊富さや超新星核の大きさの決定に不可欠です.
- 以前のトリプルアルファ反応速度の測定は不十分で,天体物理モデルに影響を与えていた.
研究 の 目的:
- トリプルアルファ反応速度を正確に測定するには,その逆の過程を測定する: 12Cが3つのアルファ粒子に分解する.
- 特に11 MeVと9.1 MeVの共鳴の役割と,反応速度に対するそれらの干渉効果を調査する.
- 幅広い温度範囲におけるトリプルアルファレートを再計算し,標準的な天体物理モデルと比較する.
主な方法:
- 逆のトリプルアルファ反応の測定:12Cが3つのアルファ粒子に分解する.
- 12C崩壊スペクトルの共鳴の識別と特徴付け.
- 10^7 Kから10^10 Kまでの温度における実験データを用いてトリプルアルファ反応速度の計算.
主要な成果:
- 12C崩壊スペクトルで約11 MeVの支配的共振が特定されました.
- 9.1 MeVで以前報告された共鳴の存在は確認されなかった.
- 共振間の干渉は,測定されたスペクトルに大きな影響を与えた.
- 計算されたトリプルアルファレートは,標準レートから有意な偏差を示し,5×10^7K以下では高く,10^9K以上では低くなりました.
結論:
- 修正されたトリプルアルファ反応速度は,初期の恒星における炭素生成が,以前に推定されたものより2倍速く起こったことを示唆している.
- 超新星に対する修正された核合成の予測は,高温で反応率が低いため予想されます.
- トリプルアルファ速度の正確な決定は,恒星の進化と元素の起源に関する私たちの理解を洗練します.
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