Pirmą kartą aptikta tiesioginių įrodymų, kad Saulėje vyksta dviejų tipų termobranduolinės sintezės reakcijos

Visų pagrindinės sekos žvaigždžių branduoliuose vyksta termobranduolinės sintezės reakcijos, kurių metu vandenilio branduoliai – protonai – virsta helio branduoliais, išmetama įvairių dalelių ir išskiriama daug energijos. Yra du pagrindiniai šių reakcijų tipai: protonų-protonų grandinė (pp chain) ir CNO ciklas (CNO cycle).

Pirmajame tipe protonai tarpusavyje reaguoja patys, o antrajame kaip katalizatoriai veikia anglies branduoliai, prisijungiantys keletą protonų, virstantys azotu ir deguonimi, o galiausiai subyrantys atgal į anglį ir heli. Saulėje ir mažesnėse žvaigždėse energija daugiausiai gaminama protonų-protonų grandine, o masyvesnėse žvaigždėse dominuoja CNO ciklas. Teoriškai CNO ciklas turėtų vykti ir Saulėje. Dabar pirmą kartą aptikta tiesioginių įrodymų, kad taip ir yra.

Vienintelis būdas nagrinėti procesus, vykstančius Saulės branduolyje, yra neutrinų stebėjimai. Neutrinai – labai silpnai sąveikaujančios elementariosios dalelės, išmetamos branduolinės sintezės reakcijų metu. Saulė yra pagrindinis Žemę pasiekiančių neutrinų šaltinis. Žemėje yra detektorių, kuriuose šimtai tonų skysčių naudojami kaip sugerianti medžiaga ir fiksuojamos labai retos sąveikos su neutrinais.

Skirtingos reakcijos sukuria skirtingos energijos neutrinus, o detektoriai tą energiją gali išmatuoti, taigi galima įvertinti ir įvairių reakcijų spartą Saulėje. Italijoje įrengtas Borexino detektorius skirtas būtent Saulės neutrinų stebėjimams. Jį sudaro 300 tonų trimetilbenzeno pagrindu paruoštos scintiliuojančios medžiagos, gerai izoliuotos nuo aplinkos. Kartkartėmis nutinkančius neutrinų sukeliamus žybsnius stebi daugybė jutiklių.

Nauja duomenų analizė atskleidė maždaug kelias dešimtis žybsnių per dieną, nutinkančių energijų intervale, atitinkančiame CNO ciklo gaminamų neutrinų energijas. Atskirti juos nuo kitų procesų kuriamų neutrinų pavyko tik dabar, tačiau gautas signalas – statistiškai reikšmingas ir patikimas.

Taigi Saulėje tikrai vyksta CNO ciklo termobranduolinės reakcijos; jos sukuria maždaug 1% Saulės energijos, kaip ir prognozuoja žvaigždžių struktūros modeliai. Be kita ko, rezultatas leidžia įvertinti anglies, azoto bei deguonies gausą Saulės branduolyje.

Ankstesni skaičiavimai davė du tarpusavyje nesutampančius rezultatus: sunkesnių už helį elementų Saulėje yra apie 1,34%, arba 1,68%. Naująjį rezultatą gali paaiškinti abu modeliai, tačiau taip yra dėl kol kas nemenkų neutrinų srauto paklaidų. Ateityje patikslinti matavimai padės išspręsti ir šią Saulės metalingumo problemą.

Tyrimo rezultatai publikuojami Nature. ©NASA | commons.wikimedia.org

Šaltinis: konstanta.lt