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    Un nuevo estudio analiza ráfagas de rayos X a partir de binarios de rayos X de baja masa

    Fig. 1 Representación artística de una estrella de neutrones que acrecienta materia de la envoltura de su compañera. Crédito:Gabriel Pérez Díaz, Instituto de Astrofísica de Canarias

    Un equipo de investigación internacional ha realizado una nueva medición de una importante reacción astrofísica, 22 Mg (α, pag) 25 Alabama, proporcionando datos experimentales esenciales para comprender la curva de luz de las ráfagas de rayos X y el entorno astrofísico en binarios de rayos X de baja masa.

    Algunas estrellas masivas terminan sus vidas en las llamadas supernovas, que son explosiones extremadamente violentas que producen estrellas de neutrones. Más a menudo que no, las supernovas son asimétricas, y las estrellas de neutrones que se producen son impulsadas con una velocidad de hasta 550 km / s para encontrarse con una estrella compañera de por vida si tienen suerte; de lo contrario, serán guardabosques solitarios en el cosmos.

    Debido a la enorme fuerza gravitacional de la estrella de neutrones, los componentes principales del combustible estelar de la estrella compañera se desvían a la estrella de neutrones, formando así una envoltura que rodea la atmósfera de la estrella de neutrones. El combustible estelar en la envoltura se comprime aún más y luego se fusiona para formar elementos químicos más pesados, como el carbono, oxígeno y nitrógeno. Tales fusiones siguen sintetizando elementos más pesados ​​hasta que se agota el combustible estelar acumulado.

    Durante todo el proceso de fusión, rayos X energéticos, miles de veces más brillante que nuestro Sol, se emiten desde la envolvente de densidad extremadamente alta. Dichos pulsos de rayos X energéticos se denominan ráfagas de rayos X de tipo I. También, la estrella de neutrones y la estrella compañera que dan a luz a estas explosiones se denominan explosiones de rayos X.

    A partir de ahora, más de 7, Se han observado 000 ráfagas de rayos X emitidas por 115 ráfagas de rayos X. Sin embargo, ninguno de estos estallidos observados puede reproducirse de cerca mediante modelos teóricos. Una de las razones subyacentes es la gran incertidumbre en las reacciones de fusión importantes que influyen en la aparición de ráfagas de rayos X. Un ejemplo es la reacción alfa-protón del magnesio-22, 22 Mg + α → 25 Al + p, que ha sido renombrado 22 Mg (α, pag) 25 Todo por físicos nucleares.

    Sin embargo, datos experimentales relacionados con el 22 Mg (α, pag) 25 Todas las reacciones son muy escasas. Investigadores del Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con japoneses, Australiano, Británico, Italiano, Científicos estadounidenses y coreanos, han medido las propiedades importantes de la 22 Mg (α, pag) 25 Al reaccion.

    Fig.2 La línea de base y las curvas de luz modeladas presentes que mejor se ajustan a la curva de luz observada del evento de junio de 1998, y el que mejor se ajusta a Randhawa et al. (2020) modelaron las curvas de luz para el evento de septiembre de 2000. Las curvas de luz aumentadas en el pico de ráfaga yt =20–70s se muestran en los recuadros de la izquierda y la derecha, respectivamente. Crédito: Cartas de revisión física

    "Debido a las secciones transversales extremadamente bajas, La medición directa sigue siendo una tarea muy difícil en la actualidad. Propusimos deducir la velocidad de reacción mediante medición indirecta, que es la medida de dispersión resonante de 25 Al + p con la capacidad de seleccionar y medir resonancias de protones que contribuyen a la velocidad de reacción, "dijo Hu Jun, investigador del IMP.

    El experimento se llevó a cabo en la Fábrica de Rayos de Iones Radiactivos operada por el Centro RIKEN Nishina y el Centro de Estudios Nucleares. Universidad de Tokio.

    Los investigadores obtuvieron la primera 22 Mg (α, pag) 25 Al velocidad de reacción en la ventana de Gamow a través de experimentos, reduciendo así enormemente la incertidumbre de esta reacción correspondiente al régimen extremo de temperatura de explosión de rayos X, que es aproximadamente 130 veces la temperatura del núcleo del sol.

    Usando el nuevo 22 Mg (α, pag) 25 Al velocidad de reacción, reprodujeron de cerca la curva de luz de ráfaga de la ráfaga de rayos X GS 1826-24 registrada en el evento de junio de 1998. Mientras tanto, descubrieron que el 22 Mg (α, pag) 25 La reacción de AI se correlacionó fuertemente con el porcentaje de helio en la envoltura de alta densidad y reprodujo con éxito las fluencias y los tiempos de recurrencia de la explosión de expansión del radio fotosférico SAX J1808.4-3658 registrado en el evento de octubre de 2002.

    "Indudablemente, una reproducción cercana de la observación ayuda a los investigadores a interpretar de manera convincente la información física oculta encapsulada en las ráfagas de rayos X observadas, "dijo Lam Yi Hua, investigador del IMP.

    Un artículo que describe estos hallazgos se publicó en Cartas de revisión física el 19 de octubre.


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