研究人员测量寄生星级谷物中的同位素比率

2021年10月12日 新闻工作人员/来源
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国际科学家队分析了一套多样化的太阳前颗粒目的是实现他们真正的恒星起源。

Palmerini等。分析了从原始陨石中提取的SiC星尘颗粒中测量到的重中子捕获元素的同位素组成,将它们解释为质量介于2 - 3个太阳质量和太阳金属度之间的恒星AGB阶段中发生的s过程核合成的结果。图片来源:刘南/安德鲁·戴维斯/美国宇航局。

Palmerini.分析了从原始陨石中提取的SiC星尘颗粒中测量到的重中子捕获元素的同位素组成,将它们解释为质量介于2 - 3个太阳质量和太阳金属度之间的恒星AGB阶段中发生的s过程核合成的结果。图片来源:刘南/安德鲁·戴维斯/美国宇航局。

使用纳索米斯的最先进的质谱仪,圣路易斯华盛顿大学南柳博士和同事测量了一套元素的同位素,包括氮(n),镁(Mg)和铝(Al)寄生碳化硅(SiC)颗粒。

通过改进其分析方案并利用新一代的等离子体离子源,它们能够以先前研究可以通过更好的空间分辨率来可视化其样本。

“太阳系前的颗粒已经嵌入陨石中46亿年了,有时表面覆盖着太阳物质,”刘博士说。

“由于空间分辨率的提高,我们的团队能够看到附着在颗粒表面的铝污染,并通过在数据缩减过程中仅包含颗粒核心的信号来获得真正的恒星特征。”

研究人员用离子束长时间溅射碳化硅颗粒,以暴露干净的内部颗粒表面,以便进行同位素分析。

他们发现,在同一晶粒暴露于长时间离子溅射后,其N同位素比值大大增加。

恒星的同位素比率很难测量,但C和N同位素是两个例外。

寄生晶粒的新C和N同位素数据基于这些恒星观察到的同位素比直接将谷物与不同类型的碳恒星连接。

“这项研究中获得的新同位素数据令像我这样的恒星物理学家和核天体物理学家感到兴奋,”佩鲁贾大学(University of Perugia)的研究人员毛里齐奥·布索(Maurizio Busso)博士说。

“事实上,在过去二十年中,太阳活动前碳化硅颗粒的‘奇怪’氮同位素比率一直是一个值得关注的问题。”

“新数据解释了最初存在于寄生星级谷物中最初存在的差异,并在以后附加的内容,从而解决了社区中的长期难题。”

作者测量了放射性同位素26在早期太阳系和太阳系外的年轻行星体演化过程中,铝是一个重要的热源。

他们推断最初存在大量的放射性物质26所有测量晶粒中的铝,如当前模型所预测。

他们决定了多少钱26Al由他们测量的谷物的母体恒星产生。

他们得出结论,恒星模型预测26铝是由至少二的因子过高,相比于颗粒的数据。

“数据模型抵消了相关核反应速率中可能存在的不确定性,并将激励核物理学家在未来对这些反应速率进行更好的测量,”刘博士说。

新结果将该收集中的一些预寄生颗粒链接至具有特殊化学成分的众所周知的碳恒星。

这些颗粒的同位素数据表明,这些碳星在高于预期的温度下发生氢燃烧过程。

这些信息将有助于天体物理学家构建恒星模型,以更好地理解这些恒星物体的演化。

“随着我们对尘埃来源的进一步了解,我们可以获得更多关于宇宙历史以及宇宙中各种恒星物体如何演化的知识,”刘博士说。

这个发现将刊登在天体物理学杂志

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Sara Palmerini.2021.太阳系前颗粒同位素比值对AGB核合成的核和恒星参数的限制。APJ., 在新闻;arxiv:2107.12037

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