שיתוף פעולה בורקסינו מגלה ניוטרינו פפ

Pin
Send
Share
Send

פיזיקת הנייטרינו הסולארית נרגעה בעשור האחרון. למרות שהם קשים לאיתור, הם מספקים את החללית הישירה ביותר של ליבת השמש. ברגע שלמדו אסטרונומים לאתר אותם ופתרו את בעיית הנויטרנו השמש, הם הצליחו לאשר את הבנתם את התגובה הגרעינית העיקרית המפעילה את השמש, את תגובת הפרוטון-פרוטון (pp). אולם כעת, אסטרונומים גילו לראשונה את הנייטרינו של תגובה גרעינית אחרת, נדירה בהרבה, את הפרוטון-אלקטרונים-פרוטון (pep).

בכל זמן נתון, מספר תהליכי היתוך נפרדים ממירים את המימן של השמש להליום ויוצרים אנרגיה כתוצר לוואי. התגובה העיקרית מחייבת היווצרות של דאוטריום (מימן עם נויטרון נוסף בגרעין) כצעד ראשון בסדרת אירועים המובילה ליצירת הליום יציב. זה בדרך כלל מתרחש על ידי מיזוג של שני פרוטונים המפלטים פוזיטרון, נייטרינו ופוטון. עם זאת, פיזיקאים גרעיניים חזו שיטה חלופית ליצירת הדאוטריום הדרוש. בתוכו, פרוטון ואלקטרון מתמזגים תחילה, ויוצרים נויטרון ונייטרינו, ואז הם מצטרפים לפרוטון שני. בהתבסס על מודלים סולאריים, הם חזו שרק 0.23% מכל הדייטריום ייווצרו בתהליך זה. בהתחשב באופיים החמקמק כבר של נייטרינו, קצב הייצור המופחת הקשה על איתור נייטרינו פפ עוד יותר.

למרות שהם עשויים להיות קשים לאיתור, ניתן להבחין בקלות בין נייטרינו-פפ לבין אלה שנוצרים כתגובת ה- PP. ההבדל העיקרי הוא האנרגיה שהם נושאים. לניוטרינו מתגובת ה- pp יש טווח אנרגיה עד למקסימום של 0.42 MeV, ואילו נייטרינו של פפ נושאים 1.44 MeV נבחרים מאוד.

עם זאת, כדי לבחור את הנייטרינים הללו, הצוות היה צריך לנקות בזהירות את הנתונים מאותות מהתקפות קרניים קוסמיות שיוצרים מואונים שיכולים אז לתקשר עם פחמן בתוך הגלאי כדי לייצר נייטרינו עם אנרגיה דומה שעשויה ליצור חיובי שווא. בנוסף, תהליך זה יצור גם נייטרון חופשי. כדי לחסל את אלה, הצוות דחה את כל האותות על נייטרינים שהתרחשו תוך זמן קצר מגילוי נויטרון חופשי. בסך הכל, הדבר הצביע על כך שהגלאי קיבל 4,300 מואונים העוברים בו ביום, מה שיוצר 27 נויטרונים לכל 100 טון נוזל גלאי, ובאופן דומה, 27 חיובי שווא.

כשהוא מסיר את הגילויים הללו, הצוות עדיין מצא איתות של נייטרינו עם האנרגיה המתאימה והשתמש בזה כדי להעריך את הסכום הכולל של נויטרנו-פפ הזורם בכל סנטימטר רבוע על כ- 1.6 מיליארד שניות לשנייה, שהם מציינים כי הם מסכימים עם התחזיות שהושגו. לפי הדגם הסטנדרטי המשמש לתיאור פעולות הפנים של השמש.

מלבד אישור נוסף לאסטרונומים על הבנת התהליכים שמפעילים את השמש, ממצא זה מציב גם מגבלות על תהליך היתוך אחר, מחזור ה- CNO. בעוד שתהליך זה צפוי להיות מינורי בשמש (מה שהופך רק ~ 2% מכל ההליום המיוצר), הוא צפוי להיות יעיל יותר בכוכבים חמים ומסיביים יותר וישלוט בכוכבים עם מסה של 50% יותר מהשמש. הבנה טובה יותר של גבולות תהליך זה תעזור לאסטרונומים להבהיר כיצד פועלים הכוכבים גם כן.

Pin
Send
Share
Send