Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Pomiń baner

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Neutrina ujawniły ostatnią niewiadomą generatora energii we wnętrzu Słońca

Rejestracja słabego strumienia cząstek produkowanych w jądrze słonecznym potwierdza ostatecznie znaną od wielu lat teorię o źródle energii naszej najbliższej gwiazdy.

Naukowcy z Instytutu Fizyki UJ uczestniczący w eksperymencie BOREXINO realizowanym w laboratorium podziemnym w Gran Sasso, wraz z kolegami z Europy i USA, dodali ostatnie brakujące ogniwo wiedzy dotyczącej łańcucha spalania wodoru w Słońcu, mierząc po raz pierwszy słaby strumień neutrin CNO z jądra gwiazdy.

Zgodnie ze znaną od dziesięcioleci hipotezą Bethego, energia słoneczna produkowana jest w reakcji spalania wodoru w hel: cztery protony łączą się w jądro helu, uwalniane są dwa neutrina – najlżejsze znane cząstki elementarne – dwa elektrony oraz bardzo dużo energii. Reakcja ta może przebiegać w tzw. cyklu p-p lub CNO, z którymi stowarzyszone są odpowiednie neutrina typu pp i CNO.

Detektor BOREXINO dostarczył już wcześniej pełnej informacji o fundamentalnym dla Słońca cyklu p-p (Nature 512 (2014) 333, Nature 562 (2018) 505), w którym generowane jest 99% energii. Ostatnim brakującym elementem było potwierdzenie występowania cyklu CNO, który odpowiada tylko za około 1% energii słonecznej, ale może być dominujący dla cięższych gwiazd. Z tego powodu rejestracja neutrin typu CNO jest niezwykle ważna.

„Jest niezwykłą przygodą naukową móc uczestniczyć w eksperymentalnym potwierdzeniu przewidywań Hansa Bethego z 1939 roku, dotyczących źródła energii gwiazd” - powiedział Marcin Wójcik, jeden z pierwszych uczestników eksperymentu BOREXINO z IF UJ.

„Przy użyciu jednego detektora o niespotykanej radio-czystości, eksperyment BOREXINO w pełni potwierdził teorię o jądrowym źródle energii gwiazdy, identyfikując dwa oddzielne cykle” - stwierdził Grzegorz Zuzel z Instytutu Fizyki UJ, autor wieloletnich, krytycznych dla eksperymentu BOREXINO badań.

To ostatnie osiągnięcie jest kamieniem milowym w 25-letniej historii, ciągle zbierającego dane eksperymentu, który ma być zakończony w przyszłym roku. „Niezwykłym zbiorowym wysiłkiem udało nam się wyodrębnić z morza tła słaby sygnał od neutrin CNO” - poinformował Marcin Misiaszek z IF UJ kierujący pracami międzynarodowych grup opracowujących dane.

Oprócz potwierdzenia teorii o jądrowym źródle energii gwiazd, detekcja neutrin z cyklu CNO może rzucić światło na strukturę jądra słonecznego, w szczególności na zawartość pierwiastków nazywanych przez astrofizyków metalami (cięższymi od wodoru i helu). Strumienie neutrin rejestrowane przez detektor BOREXINO są zasadniczo zgodne z przewidywaniami standardowego modelu Słońca, w którym jego jądro ma podobną „metaliczność” jak jego powierzchnia. Jednak nowsze badania atmosfery Słońca kwestionują to założenie i sugerują, że metaliczność jest niższa. Wyniki pomiarów strumienia neutrin CNO wskazują jako poprawną wyższą metaliczność.

Publikacja BOREXINO dot. Neutrin CNO na ArXiv

Informacja w ScienceNews