Тайна «звездной пыли». Ученые впервые воссоздали редкую космическую реакцию

Международная группа ученых под руководством Артемис Цантири сделала важный шаг в раскрытии одной из величайших тайн ядерной астрофизики.

В специализированном центре FRIB исследователям впервые удалось напрямую измерить, как радиоактивный изотоп мышьяк-73 захватывает протон, превращаясь в селен-74. Эта реакция является ключевой для понимания появления так называемых p-ядер — особой группы богатых протонами изотопов, происхождение которых оставалось загадкой более 60 лет.

Большинство тяжелых элементов в космосе образуются через захват нейтронов, однако для p-ядер (от селена-74 до ртути-196) этот механизм не работает. Ученые предполагают, что они возникают во время взрывов сверхновых в результате «гамма-процесса», когда экстремальное тепло выбивает частицы из атомных ядер. Из-за короткого срока жизни таких изотопов их было почти невозможно изучить в лаборатории, поэтому физики десятилетиями полагались лишь на теоретические модели.

Во время эксперимента ученые использовали ускоритель, чтобы направить пучок редких изотопов в камеру с водородом. Это позволило воссоздать условия внутри звезды. Полученные данные помогли вдвое уменьшить неопределенность в прогнозах относительно количества селена-74 в Солнечной системе. Результаты показали, что хотя ученые стали значительно ближе к истине, существующие модели все еще не полностью совпадают с природными показателями. Это свидетельствует о необходимости пересмотра представлений об условиях внутри взрывающихся звезд.

Это исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, объединило усилия 45 специалистов из 20 учреждений США, Канады и Европы. Оно не только уточняет карту происхождения химических элементов, но и демонстрирует новые технические возможности современных ускорителей частиц, способных создавать микроскопические модели космических катастроф прямо на Земле.