深圳大学物理与光电工程学院、核能与安全高等研究院李二涛研究员领衔的核天体物理课题组，联合中国原子能科学研究院、南方科技大学和北京师范大学等多家单位，在Ⅰ型X射线暴核合成不确定性研究中取得重要原创突破。团队在国际上首次发现部分核素丰度概率密度呈多峰分布特征，相关成果以“Impact of Nuclear Reaction Rate Uncertainties on Type I X-Ray Burst Nucleosynthesis: A Monte Carlo Study”为题，于4月2日在线发表于国际顶级天体物理学术期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。

Ⅰ型X射线暴是吸积中子星表面发生的热核暴发现象，其核合成过程涉及数百种核素和几千个核反应，对理解暴发现象、元素起源及致密天体物理具有重要意义。受限于核反应实验数据不足，相关不确定性在反应网络中对核素丰度的影响，一直是限制理论模型精度的关键科学问题。传统研究多采用单反应灵敏度分析方法，难以全面刻画多反应耦合带来的系统性影响。

针对这一核心难题，研究团队构建了包含1711 个关键反应的网络模型，通过10 万次蒙特卡洛随机采样，系统对比了温度无关与温度相关两类不确定性处理方案对核合成结果的影响。国际上首次发现部分核素（如⁶⁴Zn、⁵⁵Co）在较大反应率扰动条件下呈现多峰丰度分布现象，突破了传统单峰分布的认识框架。

图1：⁵⁵Co与⁶⁴Zn丰度分布呈现多峰结构。绿色虚线表示68%置信区间

进一步分析表明，竞争反应（如⁵⁹Cu(p,γ)、⁵⁹Cu(p,α)反应）是导致这一现象的重要物理机制。研究还为未来核反应实验测量提供了参考。本研究确认了温度相关反应率不确定性的必要性，为高精度核天体物理模拟提供了新的技术路径，同时加深了对X射线暴核合成的认识，对理解rp-过程有重要意义。

论文第一作者为深圳大学2023级硕士研究生王清，通讯作者为李二涛研究员，深圳大学为第一完成单位。研究得到了国家自然科学基金、中核集团领创科研项目资助，合作单位提供重要支持。

       论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae4fb7

文字：李二涛

编辑：郑曼玲

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