探索爆炸恆星中的核反應和鋁-26起源

據外媒報道，來自薩里大學和密歇根州立大學(MSU) FRIB實驗室的科學家們合作探索鋁-26的起源。 鋁-26是一種罕見的同位素，為了解瀕死恆星提供了一扇窗户。他們的研究成果已於日前發表在《Physical Review Letters》上。

鋁-26為了解恆星的形成過程提供了難得的線索。它會衰變成鎂26，其會發射一種可以用衞星觀測到的伽馬射線。鎂-26可在太陽系前恆星的物質顆粒中檢測到。這些顆粒的組成帶有它們的母星的指紋。鋁-26通過捕獲一個質子的破壞速率對於解釋宇宙中觀察到的鎂-26的數量至關重要。這項研究表明，鋁-26在長壽命態上的質子俘獲破壞頻率比先前估計的少八倍。

Gavin Lotay--薩里大學的高級講師和教學主任，是該項目的發言人。Alexandra Gade是明尼蘇達州立大學物理與天文系的物理學教授，也是明尼蘇達州立大學物理學與天文系的科學副主任，其領導了明尼蘇達州立大學的部分合作。

鋁-26具有長壽命的量子態，它很難在實驗室中以可控的方式進行研究。該團隊使用了一個轉移反應，通過向放射性同位素硅-26中添加一箇中子來研究硅-27中的激發態。這些都是鋁-26的長壽命量子態的質子俘獲中所佔據的狀態。這是可能的，因為質子和中子都是對稱的，這使得在鋁-26的長壽命態中加入一個質子相當於在硅-26的基態中加入一箇中子。測量使用了伽馬射線能量跟蹤束內核陣列(GRETINA)、一種國家資源和實驗室的S800攝譜儀。

這項研究源於FRIB實驗室和薩里大學的長期合作，在那裏直接的核反應被用來填充量子態，這些量子態的精確能量和性質跟發生在恆星中的反應有關。這項合作的主要內容是使用非常靈敏的伽馬能譜來標記和描述感興趣的激發態。Lotay期待着FRIB的科學開始以進一步展開他的研究。他已經提交了三份關於在FRIB的波束時間的提案，這些提案將在今年夏天由FRIB項目諮詢委員會審議。

Lotay説道：“我們現在已經到達了一個真正令人興奮的科學時代，我們能直接探測發生在爆炸恆星中的過程。這些天體是我們在周圍發現的豐富多樣的化學元素的原因，通過將伽馬能譜跟直接反應技術相結合，這項合作已經成功地獲得了了解它們屬性所需的關鍵信息。此次合作將顯著擴大其核天體物理學項目的範圍並利用即將開放的FRIB設施所提供的大量機會。”