热核 17O(n,gamma)18O 反应速率及其天体物理意义

基于直接俘获(DC)与共振俘获贡献的完整计算，我们推导了在天体物理感兴趣的温度区域直至 2 GK 的新热核 $^{17}$O($n$,$\gamma$)$^{18}$O 反应速率。我们首先计算了能量区域直至 1 MeV 的 DC 与阈下贡献，并通过蒙特卡洛方法估计了相关不确定性。结果表明，在 0.01 $\sim$ 2 GK 温度区域内，当前速率比 JINA REACLIB 所采用的速率显著更大，最大可达约 80 倍。我们的速率在 $s$ 过程与 $r$ 过程模型中均检验了天体物理影响。在模拟贫金属渐近巨星支星中闪燃对流混合的主要 $s$ 过程模型中，由于新的更大的 $^{17}$O($n$,$\gamma$)$^{18}$O 速率，脉冲间阶段的 $^{18}$O 与 $^{19}$F 丰度均被显著增强约 $20$--$40$ 倍。然而，该反应几乎不影响大质量星中的弱 $s$ 过程，因为大质量星中 $^{17}$O 丰度从未显著增大。对于 $r$ 过程核合成，我们在坍缩星与中子爆发模型中研究了新速率的影响，发现其效应可忽略；尽管由于增强的新速率发现了一种有趣的“漏洞”效应，若模型中不涉及裂变再循环则会显著改变最终核丰度，然而若考虑裂变再循环，这些显著差异几乎被完全抹去。