Как взвесить титан-44 в сверхновой: ядерная реакция, определяющая гамма-свечение экспресс

Оригинал: "Revised $$^{45}$$V($$p,γ$$)$$^{46}$$Cr reaction rate and its impact on the production of $$^{44}$$Ti in core-collapse supernovae"
arXiv:2608.17757v1 · 2026-08-18 · CC BY 4.0 · 1 мин
Точное измерение массы ядра хрома меняет подсчёт титана-44, который светится после взрыва звезды.

Когда массивная звезда взрывается как сверхновая, в её недрах за считанные секунды синтезируются тяжёлые ядра. Среди них — титан-44, радиоактивный изотоп, который затем годами испускает гамма-лучи. Количество оставшегося титана-44 зависит от одной ядерной реакции: протон захватывается ядром ванадия-45, превращая его в хром-46. Это похоже на узкую дверь, через которую часть титана утекает из цепочки синтеза.

Недавно физики впервые измерили эту реакцию напрямую, но точность ограничивалась неопределённостью массы хрома-46. Теперь, используя новое значение массы, точность которого в четыре раза выше, скорость реакции при температурах звёздного взрыва возросла до 69%. В модели сверхновой с массой 20 масс Солнца это привело к увеличению выхода титана-44 в выброшенном веществе на 26%.

Титан-44 — главный источник гамма-свечения молодых остатков сверхновых. Его распад позволяет астрономам «видеть» недавние взрывы в нашей Галактике.

Интересно, что для сверхновой 1987A изменения почти нулевые. Причина в составе выброса: если в нём много свободных протонов, реакция идёт активно, а если вещество богаче нейтронами — протонов мало, и «дверь» почти закрыта. Таким образом, титан-44 чувствителен к тому, насколько «протонным» был взрыв.

Титан-44 распадается с периодом полураспада около 60 лет — по астрономическим меркам мгновение, но достаточно, чтобы остаток сверхновой светился гамма-лучами десятилетиями.

Учёные
Subrahmanyan ChandrasekharEnrico FermiAugustin-Louis CauchyChristiaan HuygensEmmy NoetherIsaac Newton
Понятия
скорость реакции критическая масса нуклеосинтез в сверхновых массовый дефект ядерной реакции