Las ‘partículas fantasma’ emitidas por el SOL arrojan luz sobre las reacciones que hacen brillar las estrellas masivas

Se han detectado por primera vez elusivas ‘partículas fantasmas’ producidas en las profundidades del Sol, lo que ayuda a arrojar luz sobre las reacciones que hacen brillar las estrellas masivas.

Los investigadores pudieron capturar evidencia de las partículas cuando pasaban por un detector especial enterrado debajo de una montaña cerca de la ciudad de L’Aquila, Italia.

Las emisiones raras, que viajaron 90 millones de millas para llegar hasta nosotros, se producen en ciertas reacciones nucleares que representan menos del uno por ciento de la energía solar.

Sin embargo, se cree que estas reacciones son más dominantes en estrellas más grandes y pueden ayudar a explicar su formación y evolución.

«Ahora finalmente tenemos la primera e innovadora confirmación experimental de cómo brillan las estrellas más pesadas que el sol», dijo el autor del artículo y físico de astropartículas Gianpaolo Bellini de la Universidad de Milán.

Las estrellas son impulsadas por la fusión de hidrógeno en helio, que puede ocurrir mediante dos procesos diferentes: el primero es la llamada cadena protón-protón, que involucra solo isótopos de hidrógeno y helio. Esto es dominante en estrellas como el Sol.

En las estrellas más grandes, sin embargo, el llamado ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno (CNO), en el que estos tres elementos ayudan a catalizar las reacciones nucleares, se convierte en una fuente de energía más importante. También libera partículas fantasmales llamadas neutrinos.

Estos casi no tienen masa y son capaces de atravesar la materia ordinaria sin renunciar a ninguna indicación de su presencia.

Sin embargo, los físicos han querido estudiar estas emisiones del Sol, ya que comprender mejor cómo funciona el ciclo de CNO en nuestra estrella ofrecerá información sobre cómo las estrellas más grandes, donde este proceso es dominante, queman su combustible nuclear.

Para detectar las emisiones de neutrinos CNO del sol, los físicos utilizaron el llamado ‘detector Borexino’, una máquina de 55 pies de altura, en capas, similar a una cebolla que contiene en su corazón un tanque esférico llamado ‘centelleador’ que está lleno de 278 toneladas de un líquido especial.

Cuando los neutrinos pasan a través de este líquido, pueden interactuar con sus electrones, liberando pequeños destellos cuyo brillo es indicativo de la energía del neutrino, siendo los producidos por el ciclo CNO en el extremo más intenso.

Estos son captados por sensores similares a una cámara y analizados por un potente hardware.

Para asegurarse de que el detector solo capte las raras señales de neutrinos, y no se vea abrumado por la radiación cósmica, el experimento Borexino se entierra bajo tierra y se protege aún más al estar envuelto en un tanque de agua.

«Esta es la culminación de un esfuerzo de treinta años que comenzó en 1990, y de más de diez años de descubrimientos de Borexino en la física del Sol, los neutrinos y finalmente las estrellas», dijo el profesor Bellini.

Según el físico Gioacchino Ranucci, también de Milán, el éxito del experimento debe atribuirse a la «pureza sin precedentes» de la solución.

La detección de los neutrinos CNO ha revelado qué parte del sol está compuesta por los elementos carbono, nitrógeno y oxígeno.

«A pesar de los éxitos excepcionales alcanzados anteriormente y de un detector ya ultrapuro, tuvimos que trabajar duro para mejorar aún más la supresión y comprensión de los fondos residuales muy bajos», agregó el Dr. Ranucci.

Esto, continuó, les permitió ‘identificar los neutrinos del ciclo CNO’.

El hallazgo finalmente confirma que parte de la energía del sol se produce mediante reacciones del ciclo de CNO, una noción que se propuso por primera vez en 1938.

«Es la coronación de un esfuerzo incansable de años que nos ha llevado a llevar la tecnología más allá de cualquier límite alcanzado anteriormente», dijo el portavoz del Experimento Borexino Marco Pallavicini, físico de la Universidad de Génova.

Esto, agregó, ha hecho que ‘el núcleo de Borexino sea el lugar menos radiactivo del mundo’.

Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Nature.

https://www.extranotix.com/2020/11/por-que-brilla-el-sol-y-las-estrellas.html