Một nhóm các nhà vật lý thiên văn hạt nhân quốc tế đã làm sáng tỏ những sự kiện mới về vụ nổ sao được gọi là novae.
Quan điểm nghệ thuật về vụ nổ nova mô tả hệ thống sao nhị phân. Tín dụng hình ảnh: David A Hardy và STFC.
Những vụ nổ kịch tính này được thúc đẩy bởi các quá trình hạt nhân và làm cho các ngôi sao chưa từng thấy trước đây có thể nhìn thấy trong một thời gian ngắn. Nhóm các nhà khoa học đã đo cấu trúc hạt nhân của neon phóng xạ được tạo ra thông qua quá trình này một cách chi tiết chưa từng thấy.
Phát hiện của họ, được báo cáo trên tạp chí Phys Review Letters của Hoa Kỳ, cho thấy có ít sự không chắc chắn hơn về việc một trong những phản ứng hạt nhân quan trọng sẽ xảy ra nhanh như thế nào cũng như sự phong phú cuối cùng của các đồng vị phóng xạ so với trước đây.
Được dẫn dắt bởi Đại học York, Vương quốc Anh và Đại học Politècnica de Catalunya và Viện nghiên cứu DiênEstudis Espacials de Catalunya, Tây Ban Nha, những phát hiện này sẽ giúp giải thích dữ liệu trong tương lai từ tia gamma quan sát vệ tinh.
GK Persei 1901 - quan điểm của ejecta một thế kỷ sau vụ nổ nova. Tín dụng hình ảnh: Khối Adam / NOAO / AURA / NSF.
Trong khi các ngôi sao lớn kết thúc cuộc sống của họ bằng những vụ nổ ngoạn mục được gọi là siêu tân tinh, thì những ngôi sao nhỏ hơn, được gọi là sao lùn trắng, đôi khi trải qua những vụ nổ nhỏ hơn nhưng vẫn kịch tính gọi là novae. Các vụ nổ nova sáng nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Một sao mới xảy ra khi một sao lùn trắng đủ gần với một ngôi sao đồng hành để kéo vật chất - chủ yếu là hydro và heli - từ các lớp bên ngoài của ngôi sao đó lên chính nó, tạo nên một phong bì. Khi đủ vật chất tích tụ trên bề mặt, một vụ nổ tổng hợp hạt nhân xảy ra, khiến sao lùn trắng sáng lên và trục xuất vật liệu còn lại. Trong vòng vài ngày đến vài tháng, ánh sáng dịu dần. Hiện tượng này dự kiến sẽ tái diễn sau 10.000 đến 100.000 năm.
Theo truyền thống, novae được quan sát ở các bước sóng khả kiến và gần đó, nhưng phát xạ này chỉ xuất hiện khoảng một tuần sau vụ nổ và do đó chỉ cung cấp một phần thông tin về sự kiện.
Tiến sĩ Alison Laird, từ Khoa Vật lý của Đại học York, cho biết: Sự bùng nổ về cơ bản được thúc đẩy bởi các quá trình hạt nhân. Bức xạ liên quan đến sự phân rã của các đồng vị - đặc biệt là từ một đồng vị của flo - đang được các nhiệm vụ vệ tinh quan sát tia gamma hiện tại và tương lai tìm kiếm khi nó cung cấp cái nhìn sâu sắc trực tiếp về vụ nổ.
Tuy nhiên, để được giải thích chính xác, tốc độ phản ứng hạt nhân liên quan đến việc sản xuất đồng vị flo phải được biết đến. Chúng tôi đã chứng minh rằng các giả định trước đây về các tính chất hạt nhân quan trọng là không chính xác và đã cải thiện kiến thức về con đường phản ứng hạt nhân.
Công việc thử nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Maier-Leibnitz ở Garching, Đức và các nhà khoa học từ Đại học Edinburgh đã đóng một vai trò quan trọng trong việc giải thích dữ liệu. Nghiên cứu cũng có sự tham gia của các nhà khoa học từ Canada và Hoa Kỳ.
Tiến sĩ Anuj Parikh, từ Hạt nhân Departament de Fisica i Enginyeria tại Đại học Politècnica de Catalunya, cho biết: Quan sát tia gamma từ novae sẽ giúp xác định chính xác hơn các yếu tố hóa học được tổng hợp trong các vụ nổ thiên văn này. Trong công trình này, các chi tiết cần thiết để tính toán việc sản xuất đồng vị flo phóng xạ chính đã được đo chính xác. Điều này sẽ cho phép điều tra chi tiết hơn về các quá trình và phản ứng đằng sau nova.
Công trình này là một phần của chương trình nghiên cứu đang diễn ra, nghiên cứu cách các yếu tố được tổng hợp trong các vụ nổ sao và sao.
Qua đại học York