大质量星超新星前演化中铁同位素的弱相互作用反应率

在大质量星超新星前演化过程中，铁同位素 $^{54,55,56}$Fe 被认为在星核内扮演关键角色，主要通过电子俘获过程降低电子-重子比 ($Y_{e}$)，从而减少压力支撑。另一方面，$^{55}$Fe 上的电子衰变和正电子俘获在大质量星硅燃烧阶段对增加轻子比也有重要作用。这些弱相互作用反应产生的中微子和反中微子对恒星物质透明，有助于冷却星核从而降低熵。超新星前恒星的结构因 $Y_{e}$ 和星核物质熵的变化而改变。本文旨在报告利用 pn-QRPA 理论对这些关键铁同位素的 Gamow-Teller (GT$_{\pm}$) 强度分布进行的改进微观计算。主要改进在于纳入了这些原子核的实验形变值。此外，还计算了超新星前物质中的六种不同弱相互作用反应率，即电子和正电子俘获、电子和正电子衰变以及中微子和反中微子冷却率。计算得到的铁同位素电子俘获和中微子冷却率与大尺度壳模型 (LSSM) 结果吻合良好。然而，计算得到的 β 衰变率被抑制了三到五个数量级。