Para peneliti telah menemukan laju produksi kalsium yang lebih cepat di bintang-bintang dengan menggunakan pendekatan baru di mana proton melekat pada inti deuterium, yang memfasilitasi fusi kalium-hidrogen. Kredit: SciTechDaily.com
Percobaan baru menunjukkan bahwa bintang mengubah kalium dan hidrogen menjadi kalsium dengan kecepatan 13 kali lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Penemuan ini, yang diperoleh dari reaksi pelepasan proton 39K(3He,d)40Ca, menjelaskan komposisi kimia yang tidak biasa dari NGC 2419 dan meningkatkan ketepatan model bintang.
Penemuan Reaksi Bintang yang Luar Biasa
Untuk pertama kalinya, para peneliti telah membatasi laju bintang mengubah kalium dan hidrogen menjadi kalsium melalui eksperimen. Reaksi ini jarang terjadi di laboratorium. Oleh karena itu, para peneliti menggunakan pendekatan baru: mereka mengaitkan proton ke inti deuterium. Manuver ini memungkinkan fusi proton dengan kalium yang lebih dekat, menghasilkan sinyal yang diperkuat untuk pengukuran. Dengan menggunakan temuan ini, para ilmuwan menentukan laju produksi kalsium di bintang, yang menunjukkan bahwa produksinya 13 kali lebih cepat dari perkiraan sebelumnya.
Citra Teleskop Luar Angkasa Hubble dari gugus bola NGC 2419, kumpulan bintang yang mengorbit Bima Sakti sekitar 300.000 tahun cahaya dari Bumi. Kredit: ESA/Hubble dan NASA, S. Larsen dkk.
Mengungkap Misteri NGC 2419
NGC 2419 adalah gugus bola yang mengorbit Bima Sakti yang terlihat di konstelasi Lynx. Ia mengandung kalium dan magnesium dalam rasio yang tidak ditemukan di gugus bola lain yang serupa. Sejauh ini, para ilmuwan belum dapat menemukan sumber pola yang tak terduga ini. Namun, ketidakpastian sebelumnya dalam reaksi fusi kalium-hidrogen menghambat prediksi model bintang. Studi baru ini menawarkan wawasan eksperimental penting yang memungkinkan model bintang yang disempurnakan untuk menyelidiki kekhasan NGC 2419.
Teknik Lanjutan dalam Fisika Nuklir
Dalam penelitian ini, peneliti menggunakan proton stripping 39K(3Hari, d)40Ca 39K+3Ya40kalsium +2Reaksi H untuk mengisi keadaan proton-tidak terikat di 40Ca di Laboratorium Nuklir Universitas Triangle. Spektrograf kutub-terpisah Enge resolusi tinggi digunakan untuk mengukur deuteron yang keluar dari 40Keadaan tereksitasi Ca, dan model reaksi nuklir digunakan untuk mengekstraksi sifat mekanika kuantumnya.
Implikasi bagi Kimia Bintang
Percobaan ini memungkinkan para peneliti untuk mengamati untuk pertama kalinya beberapa keadaan yang sesuai dengan resonansi proton di 39Sistem K + p. Para peneliti kemudian menggunakan energi keadaan dan faktor spektroskopi proton untuk menghitung laju 39K + p 40Reaksi Ca dalam bintang. Laju reaksi ditemukan 13 kali lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya, dengan ketidakpastian 42 kali lebih kecil. Hasil ini berarti bahwa anti-korelasi Mg-K dapat dihasilkan pada suhu yang lebih rendah dari yang diasumsikan sebelumnya.
Referensi: “Studi Resolusi Tinggi 40Ca untuk Membatasi Nukleosintesis Kalium di NGC 2419″ oleh W. Fox, R. Longland, C. Marshall dan F. Portillo Chaves, 8 Februari 2024, Surat Ulasan Fisik.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.062701
Pekerjaan ini didukung oleh Kantor Sains, Kantor Fisika Nuklir, Departemen Energi (DOE). Pekerjaan ini dilakukan di Laboratorium Nuklir Universitas Triangle, Pusat Keunggulan DOE.
