I neutrini dimostrano che il Sole sta subendo un secondo tipo di fusione nel suo nucleo

I neutrini dimostrano che il Sole sta subendo un secondo tipo di fusione nel suo nucleo

Come tutte le stelle, il nostro Sole è alimentato dalla fusione dell’idrogeno in elementi più pesanti. La fusione nucleare non è solo ciò che fa brillare le stelle, è anche una fonte primaria degli elementi chimici che compongono il mondo che ci circonda. Gran parte della nostra comprensione della fusione stellare proviene da modelli teorici di nuclei atomici, ma per la nostra stella più vicina abbiamo anche un’altra fonte: i neutrini creati nel nucleo del Sole. Ogni volta che i nuclei atomici subiscono la fusione, producono non solo raggi gamma ad alta energia ma anche neutrini. Mentre i raggi gamma riscaldano l’interno del Sole per migliaia di anni, i neutrini escono dal Sole quasi alla velocità della luce. Leggi anche: il Sistema solare potrebbe collassare prima di quanto pensassimo: la simulazione di una equipe di astronomi

I neutrini solari

I neutrini solari furono rilevati per la prima volta negli anni ’60, ma era difficile imparare molto su di loro oltre al fatto che erano emessi dal Sole. Ciò ha dimostrato che la fusione nucleare avviene nel Sole, ma non il tipo di fusione. Secondo la teoria, la forma dominante di fusione nel Sole dovrebbe essere la fusione di protoni che produce elio dall’idrogeno. Conosciuta come catena pp, è la reazione più facile da creare per le stelle. Per le stelle più grandi con nuclei più caldi e più densi, una reazione più potente nota come ciclo CNO è la fonte di energia dominante. Questa reazione utilizza l’idrogeno in un ciclo di reazioni con carbonio, azoto e ossigeno per produrre elio. Leggi anche: Enorme meteorite illumina il cielo: il video della palla di fuoco avvistata in Australia

Il ciclo CNO

Il ciclo CNO è parte del motivo per cui questi tre elementi sono tra i più abbondanti nell’Universo (oltre all’idrogeno e all’elio). Il ciclo CNO inizia a temperature più elevate.  Negli ultimi dieci anni i rivelatori di neutrini sono diventati molto efficienti. I moderni rivelatori sono anche in grado di rilevare non solo l’energia di un neutrino, ma anche il suo sapore. Ora sappiamo che i neutrini solari rilevati dai primi esperimenti non provengono dai comuni neutrini a catena pp, ma da reazioni secondarie come il decadimento del boro, che creano neutrini di energia più elevata che sono più facili da rilevare. Leggi anche Un meteorite gli cade davanti casa, lui lo vende e diventa milionario: la storia di un uomo indonesiano

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Neutrini a bassa energia

Nel 2014, un team di ricercatori ha rilevato neutrini a bassa energia prodotti direttamente dalla catena pp. Le loro osservazioni hanno confermato che il 99% dell’energia solare è generata dalla fusione protone-protone. Mentre la catena pp domina la fusione nel Sole, la nostra stella è abbastanza grande che il ciclo CNO dovrebbe avvenire a un livello basso. Dovrebbe essere ciò che rappresenta quell’1% in più dell’energia prodotta dal sole. Ma poiché i neutrini CNO sono rari, sono difficili da rilevare. Ma recentemente un team li ha osservati con successo.

I neutrini CNO

Una delle maggiori sfide nel rilevare i neutrini CNO è che il loro segnale tende a essere sepolto nel rumore dei neutrini terrestri. La fusione nucleare non si verifica naturalmente sulla Terra, ma bassi livelli di decadimento radioattivo dalle rocce terrestri possono innescare eventi in un rilevatore di neutrini simili ai rilevamenti di neutrini CNO. Il ciclo CNO gioca un ruolo minore nel nostro Sole, ma è centrale per la vita e l’evoluzione di stelle più massicce. Questo lavoro dovrebbe aiutarci a capire il ciclo delle grandi stelle e potrebbe aiutarci a capire meglio l’origine degli elementi più pesanti che rendono possibile la vita sulla Terra.