Rprosessissa

Rprosessissa, eli r-prosessi, on nucleosynteesin reitti astrofysiikassa, jossa neutronien kiinnittyminen tapahtuu nopeasti ennen beta-hajoamisia. Tämän seurauksena ytimet siirtyvät kauas vakauden laakson ulkopuolelle ja syntyy suurin osa raskaista ytimistä yli raudan, mukaan lukien kulta ja uraani. R-prosessin tuotokset kattavat suuremman osan näiden alkuaineiden kokonaismäärästä maailmankaikkeudessa.

Olosuhteet: R-prosessin vaatimat olosuhteet ovat erittäin neutronitiheitä sekä korkea lämpötilat ja tiukat aikaskaalat. Mahdollisia syntypaikkoja ovat neutronitähtien yhdistyminen (kilonovat) ja osin joidenkin supernovien purkaukset. Viimeaikaiset havainnot, kuten gravitaatioaaltotapahtuma GW170817 ja siihen liittynyt kilonova, ovat vahvistaneet neutronitähtien fuusion merkittävyyden r-prosessin lähteenä.

Mekanismi: Prosessi etenee nopeiden neutronikiinnittymisten (n,γ) sekä beta-hajoamisten sarjana. Eri vaiheissa ytimet siirtyvät kohti raskaampia massoja, ja neutronien määrän vähentyessä kiinnittyminen loppuu; sen jälkeen ytimet beta-hajoavat kohti vakaampia; syntyy monien raskaiden alkuaineiden tuotanto ja raskaiden ytimien jakauma noudattaa tiettyjä piikkejä, kuten A ~ 130 ja A ~ 195.

Abundanssit ja havainnot: R-prosessin lopulliset massijakaumat heijastuvat aurinkokunnan r-prosessin residuaaleihin sekä tähtien kemiallisiin koostumuksiin. Vanhemmissa, matalapitoisissa tähdissä havaitaan r-prosessin merkkiaineita, kuten europiumia, ja niiden osuudet ovat johdonmukaisia monien tähtien keskuudessa. Kilonovista saatu spektri tukee raskaan alkuaineiden tuotantoa neutronitähtien fuusioissa.

Tutkimus: Keskustelu tähtää todellisiin syntypaikkoihin, nuklidien rajoihin sekä tuleviin kokeisiin FRIB:n kaltaisissa laitoksissa sekä parempiin kaukoputki- ja gravitaatiohavainnollistuksiin.