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Der Urca-Prozess ist ein Kühlprozess in der Astrophysik durch die Emission von Neutrinos in kompakten stellaren Objekten.[1] Kompakte stellare Objekte wie Weiße Zwerge und Neutronensterne verfügen über eine sehr kleine Oberfläche und dementsprechend sind die Kühlprozesse durch elektromagnetische Strahlung sehr ineffektiv. Bei diesen Sternen ist der Energieverlust über die Emission von Neutrinos um mehrere Größenordnungen effektiver, da durch den geringen Wirkungsquerschnitt Neutrinos kaum mit der Materie wechselwirken.[2]

Bei dem Urca-Prozess werden erst durch Elektroneneinfang

(Z, A)

+

${\displaystyle e^{-}}$

→

(Z-1, A)

+

${\displaystyle {\nu }_{e}}$

und anschließend durch den Beta-Zerfall

(Z-1, A)

→

(Z, A)

+

${\displaystyle e^{-}}$

+ ${\displaystyle {\bar {\nu }}_{e}}$

Neutrinos erzeugt, diese verlassen dann ungehindert den Stern.[3] Der Urca-Prozess verschiebt die Massengrenze zwischen einer Kernkollaps-Supernova und einer Electron-Capture Supernova.[4]

Der Begriff Urca-Prozess stammt von George Gamow und Mario Schönberg. Die erste Begegnung dieser beiden Physiker fand im Casino da Urca in Rio de Janeiro statt. Sie merkten an, dass durch diesen Mechanismus bei Neutronensternen die thermische Energie genauso schnell verschwindet wie das Geld in der Spielbank.[5]

Einzelnachweise

1. D. D. Ofengeim, M. Fortin, P. Haensel, D. G. Yakovlev, J. L. Zdunik: Analytic approximations of neutrino luminosities and heat capacities of neutron stars with nucleon cores. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2016, arxiv:1612.46723v1.
2. Wei-Hua Wang, Xi Huang, Xiao-Ping Zheng: Net reaction rate and neutrino emissivity for the Urca process in departure from chemical equilibrium. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2017, arxiv:1706.04498v1.
3. Josiah Schwab, Lars Bildsten, Eliot Quataert: The Importance of Urca-process Cooling in Accreting ONe White Dwarfs. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2017, arxiv:1708.07514v1.
4. Toshio Suzuki et al.: Electron capture and β-decay rates for sd-shell nuclei in stellar environments relevant to high density O-Ne-Mg cores. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2015, arxiv:1512.00132v1.
5. P. Haensel: Urca processes in dense matter and neutron star cooling. In: Space Science Reviews. 74. Jahrgang, Nr. 3–4, 1995, S. 427–436, doi:10.1007/BF00751429, bibcode:1995SSRv...74..427H.

На других языках

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- [de] Urca-Prozess

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[es] Proceso Urca

En física de astropartículas, un proceso Urca es una reacción en la cual se emite un neutrino y que se cree que forma parte de los procesos de enfriamiento de las estrellas de neutrones y las enanas blancas. El proceso fue discutido por primera vez por George Gamow y Mário Schenberg cuando visitaban un casino en Río de Janeiro llamado Casino-da-Urca. Se dice que Schoenberg comentó a Gamow que «la energía en el núcleo de una supernova desaparece tan rápidamente como el dinero en esa mesa de ruleta». En el dialecto del sur de Rusia de Gamow urca también significa «ladrón».[1][2]

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[ru] Нейтринное охлаждение

Нейтри́нное охлажде́ние — процесс охлаждения звёздных недр образующимися в них нейтрино, которые свободно уносят энергию из всего объёма ядра, так как звезда прозрачна для нейтрино низких энергий. Скорость такого объёмного нейтринного охлаждения, в отличие от классического поверхностного фотонного охлаждения, не лимитирована процессами переноса энергии из недр звезды к её фотосфере, поэтому такой механизм охлаждения весьма эффективен.

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