rprosessien

R-prosessit ovat nopean neutronikiinnityksen kautta tapahtuva nukleosynteesi, jossa raskaat alkuaineet muodostuvat neutronien kiinnittyessä ytimeen nopeasti ennen beeta-hajoamista. Tällöin neutronipaine on erittäin korkea ja neutronien saanti kestää vain lyhyen ajan. Kun neutronien saanti päättyy, kiinnittyneet isotoopit hajoavat beeta-hajoamalla kohti vakaampia ytimia, ja syntyy laaja kirjo raskaita alkuaineita.

R-prosessin tärkeimmät ehdotetut astrofyysiset paikat ovat neutronitäjäisten yhdistymiset, eli kilonovat, joissa neutronipaine on erittäin korkea, sekä mahdollisesti jotkin magneto- tai pyörimisnopeuden aiheuttamat supernovat, joissa olosuhteet voivat olla suotuisat. Käytännössä kilonovat ovat vahvimmat todisteet r-prosessin paikoista, ja viime aikoina tapahtumat, kuten GW170817, ovat antaneet suoraa näyttöä siitä, että r-prosessin alkuaineita tuotetaan neutronitäjissä.

Abundanssihi in galaktisten kemiallisten analyysien ja tähtien kehityksen havainnot osoittavat, että r-prosessilla on keskeinen rooli yli-raudan alkuaineiden muodostumisessa. Metallivähäisten tähtien spektrikuviot paljastavat r-prosessin jälkiä, ja kilonovien spektrituki sekä niiden jälkimaailma vahvistavat tämän prosessin roolia. R-prosessin tuotanto kattaa suuren osan raskaista alkuaineista, mutta tarkka jakauma riippuu sekä astrofyysisistä olosuhteista että ydinfysiikasta, kuten massien ja beeta-hajoamismäärien tuntemuksesta.

Haasteet liittyvät sekä astrofyysisiin että ydinfysiikan epävarmuuksiin: tarkat neutronien saannin aikajaksot, olosuhteiden entropia ja lämpötila sekä beeta-hajoamismäärien tarkka tuntemus. Tutkimus yhdistää astrofysiikkaa, ydinfysiikkaa ja kosmista kemiikkaa, ja edistys edellyttää sekä kokeellisia mittauksia harvinaisista isotoopeista että kehittyneitä simulointeja.