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The U/Th production ratio and the age of the Milky Way from meteorites and Galactic halo stars

机译：陨石和银河光晕恒星的U / Th生成比和银河系的年龄

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Some heavy elements ( with atomic number A > 69) are produced by the 'rapid' (r)-process of nucleosynthesis, where lighter elements are bombarded with a massive flux of neutrons(1-8). Although this is characteristic of supernovae and neutron star mergers, uncertainties in where the r-process occurs persist because stellar models are too crude to allow precise quantification of this phenomenon. As a result, there are many uncertainties and assumptions in the models used to calculate the production ratios of actinides ( like uranium-238 and thorium-232). Current estimates of the U/Th production ratio range from similar to 0.4 to 0.7. Here I show that the U/Th abundance ratio in meteorites(9) can be used, in conjunction with observations of low-metallicity stars in the halo of the Milky Way(10-12), to determine the U/Th production ratio very precisely (0.571(-0.031)(+0.037)). This value can be used in future studies to constrain the possible nuclear mass formulae used in r- process calculations(5,6), to help determine the source of Galactic cosmic rays, and to date circumstellar grains(5). I also estimate the age of the Milky Way (14.5(-2.2)(+2.8) Gyr) in a way that is independent of the uncertainties associated with fluctuations in the microwave background(13) or models of stellar evolution(14,15).
机译：核合成的“快速”（r）过程产生了一些重元素（原子序数A> 69），其中较轻的元素被大量的中子轰击（1-8）。尽管这是超新星和中子星合并的特征，但是由于恒星模型太粗糙而无法精确量化这种现象，因此r过程发生的不确定性仍然存在。结果，在用于计算of系元素生产率（例如铀238和or 232）的模型中存在许多不确定性和假设。当前对U / Th生产率的估计范围从0.4到0.7。在这里，我证明了可以使用陨石（9）中的U / Th丰度比与银河系晕圈（10-12）中的低金属恒星的观测值一起非常确定U / Th产生比精确地（0.571（-0.031）（+ 0.037））。该值可用于未来的研究中，以限制r过程计算中可能使用的核质量公式（5,6），帮助确定银河系宇宙射线的来源，以及迄今为止的星际粒子（5）。我还估计了银河系的年龄（14.5（-2.2）（+ 2.8）吉尔），其方式与微波背景波动（13）或恒星演化模型相关的不确定性无关（14,15） 。

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