rprosessi

R-prosessi, eli nopea neutronien sieppausprosessi, on tähtien aineen syntetisoitumisen polku, jolla raskaat alkuaineet muodostuvat suurissa neutronitiheyksissä. Prosessi etenee siten, että ydin sieppaa neutroneita paljon nopeammin kuin ne ehtii beta-hajoamaan. Kun neutronien tarjonta loppuu, neutronisesti epävakaat isotoopit beta-hajoavat kohti vakaampia, ja syntyy raskaita alkuaineita, kuten lanthanoideja ja aktinoideja.

Olosuhteet ja polku ovat äärimmäisiä: neutronitiheyydet voivat olla noin 10^20–10^28 cm^-3 ja lämpötilat noin 1–2 GK. Polku liikkuu neutronisesti epävakaiden isotooppien suuntaan, ja fissionkierrätys voi muokata reittejä, kun erittäin raskaita ylidejä syntyy. R-prosessi on vastakohta s-prosessille, jossa neutronien sieppaukset tapahtuvat hitaammin ja beta-hajoamiset ehtivät tapahtua ennen seuraavaa neutronin sieppautumista.

Parhaat tuotantopaikat ovat neutronitähtien sulautumat (NS–NS ja NS–BH) sekä mahdollisesti jotkut magnetorotaatioiset supernovat. Kilonova-tähteä muistuttavien purkausten spektrit ja fotometria sekä gravitaatioaaltotutkimus ovat johtaneet vahvistuksiin siitä, että r-prosessin raskaat alkuaineet syntyvät näissä tapahtumissa, erityisesti GW170817:n kaltaisissa tapauksissa.

Verrattuna s-prosessiin, jossa neutronien sieppaukset tapahtuvat vakaiden isotooppien lähellä, r-prosessin polku on kauempana vakaista ja tapahtuu nopeasti ennen beta-hajoamista. Nykyinen tutkimus keskittyy sekä ydinreaktioiden että astrofyysiska mallien epävarmuuksiin sekä lisäämään havaintoja kilonovaloiden ja gravitaatioaaltojen kautta.