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(Noticias de Nanowerk) La energía liberada por las reacciones nucleares hace que las estrellas exploten como novas. Para simular con precisión las novas en las computadoras, los investigadores necesitan entradas precisas para las tasas de reacción nuclear. Las tasas desconocidas de algunas reacciones nucleares afectan dramáticamente a las simulaciones de nova.
Los físicos nucleares ahora han determinado una tasa de reacción de captura de protones importante y desafiante. La captura de protones implica la colisión de un núcleo atómico con uno o más protones para crear un núcleo más pesado. Para ello, los físicos midieron la emisión inversa de protones en el laboratorio.
Una simulación nova de última generación contiene la nueva información experimental (Cartas de verificación física, «Limitación de la tasa de reacción de P 30 (p, γ) S 31 en las novas de ONe por la desintegración del protón débil, de baja energía y retardada en β de Cl 31»). Esto permite a los físicos comparar los resultados con las observaciones reales de nova.
La comprensión actual de los científicos sobre las novas estelares depende de la velocidad de la reacción nuclear, que fue el tema de este estudio. Estos nuevos resultados permiten a los científicos determinar las temperaturas máximas alcanzadas dentro de las explosiones de nova. Además, permiten a los científicos predecir con mayor precisión las proporciones de isótopos en los granos de polvo de estrellas producidos en las novas.
Para realizar estas mediciones, los físicos nucleares desarrollaron un nuevo sistema de detección de radiación, el detector gaseoso con etiquetado de germanio (GADGET). GADGET detecta protones después de la desintegración beta de un núcleo inestable. El número de protones de baja energía detectados por desintegración beta en este experimento fue el más bajo jamás medido. Este resultado demuestra el poder del sistema GADGET para futuras investigaciones.
El Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores (NSCL), una instalación de usuarios de la Universidad Estatal de Michigan, entregó un haz del isótopo de cloro más pobre en neutrones, cloro-31, al sistema GADGET. GADGET midió la desintegración beta del isótopo azufre-31 para un experimento dirigido por físicos nucleares estadounidenses con colaboradores de Israel, España, China, Corea del Sur, Canadá y Francia. Ocasionalmente, el isótopo de azufre emitiría protones de baja energía para producir fósforo-30.
La emisión de protones récord detectada es la inversión de la captura de protones en Phosphorus-30 en una explosión de nova. Estas medidas permitieron a los científicos calcular la tasa de captura de protones en Phosphorus-30 en una explosión de nova.
Una ejecución de simulación de nova en España alimentó los nuevos conocimientos obtenidos a partir de estos nuevos resultados. Al comparar los resultados de la simulación con la abundancia de elementos observados en las novas reales, los físicos ahora pueden determinar la temperatura máxima alcanzada dentro de la explosión.
Estas nuevas mediciones también sugieren que las novas enanas blancas de oxígeno-neón producen un exceso de isótopo de silicio-30 a partir de la descomposición del fósforo-30. Esta información será útil para identificar granos de polvo de estrellas presolares de novas en meteoritos que se solidificaron al mismo tiempo que se formaba nuestro sistema solar.
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