探索爆炸恒星中的核反应和铝-26起源

【本报讯】据外媒报道，来自萨里大学和密歇根州立大学(MSU) FRIB实验室的科学家们合作探索铝-26的起源。 铝-26是一种罕见的同位素，为了解濒死恒星提供了一扇窗户。他们的研究成果已于日前发表在《Physical Review Letters》上。

铝-26为了解恒星的形成过程提供了难得的线索。它会衰变成镁26，其会发射一种可以用卫星观测到的伽马射线。镁-26可在太阳系前恒星的物质颗粒中检测到。这些颗粒的组成带有它们的母星的指纹。铝-26通过捕获一个质子的破坏速率对于解释宇宙中观察到的镁-26的数量至关重要。这项研究表明，铝-26在长寿命态上的质子俘获破坏频率比先前估计的少八倍。

Gavin Lotay--萨里大学的高级讲师和教学主任，是该项目的发言人。Alexandra Gade是明尼苏达州立大学物理与天文系的物理学教授，也是明尼苏达州立大学物理学与天文系的科学副主任，其领导了明尼苏达州立大学的部分合作。

铝-26具有长寿命的量子态，它很难在实验室中以可控的方式进行研究。该团队使用了一个转移反应，通过向放射性同位素硅-26中添加一个中子来研究硅-27中的激发态。这些都是铝-26的长寿命量子态的质子俘获中所占据的状态。这是可能的，因为质子和中子都是对称的，这使得在铝-26的长寿命态中加入一个质子相当于在硅-26的基态中加入一个中子。测量使用了伽马射线能量跟踪束内核阵列(GRETINA)、一种国家资源和实验室的S800摄谱仪。

这项研究源于FRIB实验室和萨里大学的长期合作，在那里直接的核反应被用来填充量子态，这些量子态的精确能量和性质跟发生在恒星中的反应有关。这项合作的主要内容是使用非常灵敏的伽马能谱来标记和描述感兴趣的激发态。Lotay期待着FRIB的科学开始以进一步展开他的研究。他已经提交了三份关于在FRIB的波束时间的提案，这些提案将在今年夏天由FRIB项目咨询委员会审议。

Lotay说道：“我们现在已经到达了一个真正令人兴奋的科学时代，我们能直接探测发生在爆炸恒星中的过程。这些天体是我们在周围发现的丰富多样的化学元素的原因，通过将伽马能谱跟直接反应技术相结合，这项合作已经成功地获得了了解它们属性所需的关键信息。此次合作将显著扩大其核天体物理学项目的范围并利用即将开放的FRIB设施所提供的大量机会。”