Científicos logran un gran avance al descubrir por qué brilla el sol

Las estrellas brillan por la fusión nuclear de hidrógeno en helio.

Andrew Griffin@_andrew_griffin
miércoles 25 noviembre 2020 19:29

Borexino Collaboration instalado en Italia

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Los científicos han detectado neutrinos formados durante un proceso en gran parte misterioso en el Sol, en lo que consideran un gran avance.

El descubrimiento podría ayudar a revelar la estructura de nuestro Sol y los elementos dentro de su núcleo. Pero también podría permitirnos comprender mejor otros fenómenos en todo el universo, como las supernovas o el interior de estrellas distantes.

La detección se realizó utilizando Borexino Collaboration, un vasto experimento de física de partículas ubicado en Italia y en el que han trabajado investigadores de todo el mundo. Su objetivo es comprender mejor los procesos que impulsan al Sol, así como los de otras estrellas.

Un experto que no participó en la investigación dijo que los nuevos resultados "superan un hito en la física de neutrinos".

"Las mediciones de estos neutrinos tienen el potencial de resolver incertidumbres sobre la composición del núcleo solar y ofrecen información crucial sobre la formación de estrellas pesadas", escribió Gabriel D Orebi Gann de la Universidad de California, Berkeley, en un artículo que acompaña a la publicación de la investigación en la naturaleza.

"El tremendo logro de la Colaboración Borexino nos acerca a una comprensión completa de nuestro Sol y de la formación de estrellas masivas y es probable que defina el objetivo en este campo en los próximos años".

Las estrellas brillan por la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Eso puede suceder de dos maneras: lo que se llama cadena protón-protón o pp, que involucra solo hidrógeno y helio, o el ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno o CNO, donde la fusión es catalizada por carbono, nitrógeno y oxígeno.

En nuestro propio Sol y en otras estrellas de tamaño similar, la cadena de pp representa alrededor del 99 por ciento de la energía. Los investigadores lo han estudiado extensamente desde principios de la década de 1970, y el experimento Borexino ha contribuido a una comprensión integral de los procesos que lo gobiernan.

Pero el ciclo de CNO, que representa una pequeña, pero importante minoría de la producción de energía, ha demostrado ser casi completamente evasivo. La pequeña cantidad de neutrinos que provienen de ese mecanismo significa que son difíciles de separar de las señales de fondo.

Sin embargo, ahora los investigadores dicen que han detectado neutrinos provenientes de ese proceso. Debido a que el detector Borexino es sensible y está altamente sintonizado para que pueda bloquear el ruido de fondo, como resultado de los avances recientes que permiten que el detector detenga la contaminación del detector, fue capaz de detectar específicamente esos neutrinos, que hasta ahora habían permanecido misteriosos.

Es la primera vez que los investigadores han podido detectar esos neutrinos, o evidencia directa del ciclo CNO en cualquier forma. Es la primera vez que la humanidad ha visto evidencia del mecanismo que convierte el hidrógeno en helio en todo el universo.

También confirma las teorías sobre ese ciclo, incluido el hecho de que representa solo el uno por ciento de la energía solar.

Aunque esa es una pequeña proporción del poder del Sol, el descubrimiento podría conducir a grandes avances en la comprensión de las estrellas, dicen los investigadores. Las mediciones se pueden utilizar para comprender cuánto carbono, nitrógeno y oxígeno se pueden encontrar en estrellas como nuestro Sol y cómo podría estar estructurado.

Además, se cree que otras estrellas más pesadas dependen del ciclo CNO mucho más que nuestro propio Sol, donde ese proceso es la forma dominante de producir energía. Los nuevos hallazgos podrían ayudar a mostrar si eso es cierto y en qué grado, permitiéndonos comprender también cómo funcionan otras estrellas.