Neutrinii demonstrează că un al doilea tip de fuziune este produs în miezul Soarelui nostru

La fel ca toate stelele, Soarele nostru este alimentat prin fuziune de hidrogen în alte elemente mai grele. Fuziunea nucleară nu este doar motivul pentru care stelele strălucesc, dar este și sursa principală a elementelor chimice din lumea care ne înconjoară.

Mare parte din cunoștințele noastre despre fuziunea stelară provine de la modele teoretice cu nuclee atomice, însă când vine vorba despre steaua cea mai apropiată de noi, avem de-a face și cu o altă sursă, anume neutrinii din miezul Soarelui.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Atunci când nucleele atomice sunt supuse fuziunii, acestea produc radiații gamma foarte puternice și neutrini. Deși radiațiile gamma încălzesc interiorul Soarelui timp de mii de ani, neutrinii ies din Soare aproape cu viteza luminii.

Neutrinii solari au fost descoperiți pentru prima oară în anii 1960, însă am putut afla despre ei doar că erau emiși de Soare. Asta a dovedit că fuziunea nucleară are loc în Soare, însă nu și tipul de fuziune.

În ultimii ani, detectorii de neutrini au devenit tot mai eficienți

Potrivit teoriei, forma dominantă de fuziune din Soare ar trebui să fie fuziunea protonilor care produce heliu din hidrogen. Cunoscut drept reacția în lanț proton–proton (pp-chain), aceasta este cea mai ușoară reacție prin care se pot forma stelele.

În cazul stelelor mai mari, cu miez mai fierbinte și mai dens, o reacție mai puternică numită ciclul-CNO (carbon-nitrogen-oxigen) este sursa dominantă de energie. Ciclul-CNO este parte din motivul pentru care carbonul, nitrogenul și oxigenul sunt printre cele mai abundente elemente din Univers, în afară de hidrogen și heliu.

În ultimii ani, detectorii de neutrini au devenit mult mai eficienți. Dispozitivele moderne sunt capabile să detecteze nu doar energia unui neutrino, ci și aroma sa.

99% din energia Soarelui este generată prin fuziunea proton-proton

Știm acum că neutrinii solari detectați în primele experimente nu vin doar de la reacția comună pp-chain, ci și de la reacții secundare precum descompunerea borului, care produce neutrini cu energie mai mare și care sunt mai ușor de descoperit.

Apoi, în 2014, o echipă a detectat neutrini cu energie scăzută produși direct prin reacția pp-chain. Observațiile cercetătorilor au confirmat că 99% din energia Soarelui este generată prin fuziunea proton-proton.

Deși reacția pp-chain domină fuziunea din Soare, steaua noastră este destul de mare încât ciclul-CNO să aibă loc la un nivel scăzut. Asta ar trebui să reprezinte acel 1% din energia produsă de Soare. Însă, având în vedere că neutrinii CNO sunt rari, aceștia sunt și dificil de detectat. Totuși, o echipă de oameni de știință i-a observat recent cu succes.

Un proces sofisticat de analiză care filtrează semnalul neutrinilor

Una dintre cele mai mari provocări când vine vorba de detectarea neutrinilor CNO este că semnalul lor tinde să fie ascuns de zgomotul neutrinilor tereștri. Fuziunea nucleară nu apare în mod natural pe Terra, însă niveluri scăzute de descompunere radioactivă a rocilor terestre poate declanșa evenimente în detectoarele de neutrini, acestea fiind similare cu detectările de neutrini CNO.

Așadar, echipa a creat un proces sofisticat de analiză care filtrează semnalul neutrinilor. Studiul lor confirmă că fuziunea CNO are loc în Soarele nostru, scrie Science Alert.

Ciclul-CNO joacă un rol minor, însă este crucial pentru viața și evoluția stelelor masive. Cercetările recente ar trebuie să ne ajute să înțelegem ciclul stelelor mai mari, dar ar putea să ajute și la înțelegerea originilor elementelor mai grele care fac viața posibilă pe Pământ.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Soarele a intrat într-un nou ciclu solar. Ce înseamnă acest eveniment pentru viața pe Pământ

Soarele nostru ar fi putut avea un frate geamăn

Au fost publicate cele mai apropiate imagini făcute vreodată cu Soarele

Cea mai mare erupție solară din 2017 până acum. Oamenii de știință spun că Soarele „se trezește la viață”