大质量恒星中的 s 过程：中子俘获反应率的基准
太阳与恒星天体物理
2025-10-22 v1
摘要
明确慢中子俘获过程（s 过程）对太阳丰度中 Fe 到 Sr-Zr 区域贡献的定义是核天体物理学的一个关键挑战。稳健的 s 过程预测对于区分在同一质量区域产生元素的其他恒星过程的贡献是必要的。核不确定性影响 s 过程计算，但大多数所需的核输入数据目前或不久的将来都可以通过核实验获得。中子俘获率对大质量恒星中的 s 过程有很大影响，而大质量恒星是比 Fe 重的较轻 s 过程元素（弱 s 过程分量）太阳丰度的基本来源。在这项工作中，我们提出了一项新的核敏感性研究，以探索 86 个中子俘获率对大质量恒星中 s 过程的影响，包括 C 和 Si 之间以及 Fe 和 Zr 之间的所有反应。我们推导了这些速率在 He 燃烧核心末期和 C 燃烧壳层末期的影响，其中 Ne(,n)Mg 反应是主要中子源。我们证实了轻同位素与 Fe 种子竞争俘获中子的相关性是大质量恒星中 s 过程的一个关键特征。对于重同位素，我们研究了中子俘获不确定性的传播，发现 Fe 和 Co 同位素速率的影响与较重稳定同位素速率的影响存在明显差异。还考虑了 s 过程分支点处中子俘获率引起的局部不确定性传播，并讨论了 Kr 的示例。我们研究的所有 86 个中子俘获率的完整结果可在网上获取。最后，我们展示了新 ASTRAL 库（v0.2）中包含的中子俘获率对弱 s 过程的影响。
引用
@article{arxiv.2510.18124,
title = {The s process in massive stars, a benchmark for neutron capture reaction rates},
author = {Marco Pignatari and Roberto Gallino and Rene Reifarth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18124},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 3 figures, published in the European Physical Journal A