عامل تولید ۹۹درصد انرژی خورشید

این کشف می‌تواند به درک ساختار خورشید ما و همچنین اجزای هسته آن کمک کند و در عین حال می‌تواند به ما این امکان را بدهد که درک بهتری از پدیده‌های دیگر در کیهان، نظیر اَبَرنواَختر‌ها یا آن چه درون ستاره‌های دوردست رخ می‌دهد پیدا کنیم. این کشف با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی فیزیک ذرات در بورکسینوی ایتالیا انجام شده است و دانشمندان از اقصی نقاط جهان در آن مشارکت داشته‌اند.

 

 

 

 

هدف این آزمایش، دستیابی به درک بهتر از فرایند‌های تولید انرژی در خورشید و همچنین سایر ستاره‌ها بود. یکی از متخصصان که در این پژوهش مشارکت نداشت، می‌گوید که نتایج به دست آمده جدید «یک انقلاب در فیزیک نوترینو‌ها به شمار می‌رود». 

 

گابریل د اوربی‌گان از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در مقاله‌ای که برای انتشار در نیچر نوشته است می‌گوید: «سنجش این نوترینو‌ها می‌تواند شک و تردید‌ها درباره ترکیبات هسته خورشید را بر طرف کند و رویکرد اساسی تازه‌ای درباره ترکیبات ستاره‌های سنگین ارائه کند. 

 

موفقیت فوق‌العاده آزمایشگاه بورکسینو، ما را به دستیابی و درک کامل خورشید وهمچنین ساختار ستارگان عظیم و سنگین نزدیک‌تر می‌کند و احتمالاً برای پژوهش‌های بعدی در این زمینه برای سال‌های آینده، هدفی تعریف خواهد کرد.» 

 

ستاره‌ها در اثرگداخت یا همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم می‌درخشند. این مساله می‌تواند به دو طریق اتفاق بیافتد. چیزی که زنجیره پرتون-پروتون یا اصطلاحا PP خوانده می‌شود و فقط شامل هیدروژن و هیلیوم است - و چرخه کربن-نیتروژن-اکسیژن یا همان CNO، یعنی زمانی که همجوشی با کربن و نیتروژن و هیدروژن تسریع می‌شود. 

 

در خورشید ما و در ستارگان با ابعاد مشابه، زنجیره پرتون-پروتون، عامل تولید ۹۹ درصد انرژی است. محققان از اوایل دهه هفتاد میلادی مطالعات گسترده‌ای روی آن انجام داده‌اند و آزمایش‌های بورکسینو در دستیابی به درک جامعی از این فرایند‌ها سهم مهمی داشته است. 

 

چرخه CNO - که تنها بخش کوچک، اما مهمی از تولید انرژی را شامل می‌شود- اغلب تا حد زیادی مبهم باقی مانده بود. تعداد بسیار کمی از نوترینو‌ها که از این سازوکار ناشی می‌شوند، بیانگر آن است که آن‌ها به دشواری از علائم پس‌زمینه‌ای جدا می‌شوند. 

 

اینک دانشمندان می‌گویند که نوترینو‌هایی را که از این فرایند ناشی می‌شوند کشف کرده‌اند. آشکارساز بورکسینو حساس و بسیار دقیق تنظیم شده که قادر است سر و صدا‌های پس زمینه را از بین ببرد. در نتیجه فناوری‌های جدیدی که به آشکارساز این امکان را می‌دهد که اختلالات پس‌زمینه‌ای را از بین ببرد، این آشکارساز توانست به طور ویژه این نوترینو‌ها را که تاکنون رازآلود باقی مانده بودند، شناسایی کند. 

 

این برای نخستین بار است که محققان توانسته‌اند این نوترینو‌ها را آشکار کنند - یا نخستین گواه مستقیم برای چرخه CNO به هر شکل آن به شمار می‌رود- این نخستین بار است که انسان شواهدی از این ساز و کار که هیدروژن را در سراسر جهان هستی به هلیوم تبدیل می‌کند، پیدا می‌کند. 

 

این مساله همچنین نظریه‌هایی را درباره این چرخه تایید می‌کند که برمبنای آن‌ها این چرخه فقط عامل حدود یک درصد انرژی خورشید است. محققان می‌گویند هرچند که این بخش کوچکی از انرژی خورشید را نشان می‌دهد، اما این کشف می‌تواند به کشف‌های بزرگ دیگری در درک ستاره‌ها بیانجامد.

 

این آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌ها می‌توانند برای درک این موضوع مورد استفاده قرار بگیرند که چه میزان کربن، نیتروژن و اکسیژن ممکن است در ستاره‌هایی مانند خورشید ما یافت شوند و ساختار آن‌ها به چه شکل می‌تواند باشد. 

 

از آن جمله، می‌توان به سایر ستارگان سنگین اشاره کرد که گمان می‌رود به مراتب بیش از خورشید ما بر اساس چرخه CNO کار کنند و این فرایند، فرایند اصلی و غالب تولید انرژی در آن‌ها باشد. این یافته جدید می‌تواند به این کمک کند که دریابیم آیا چنین چیزی درست است یا نه و اگر بله به چه میزان درست است و به ما اجازه می‌دهد بفهمیم که سایر ستارگان چگونه و به چه شیوه‌ای انرژی تولید می‌کنند.