像所有恆星一樣,我們的太陽以熱核聚變為食,在此期間氫變成更重的元素。正是由於這一過程,我們的宇宙才充滿了比氫和氦重的元素。
我們在恆星中的融合知識大部分是基於理論模型的。但是太陽為科學家提供了一種補充 中微子粒子的物質。
在原子核的融合過程中,伽馬射線和那些非常中微子飛出到周圍的空間。伽馬射線加熱太陽,但是中微子以接近光速的速度飛離恆星。
(BOREXINO Collaboration)太陽中微子探測器
1960年代科學家首次註冊了太陽中微子。但是那時,除了它們來自我們的恆星,我們幾乎無法瞭解它們。這項發現證明了核聚變過程是在太陽下發生的,但無法指定哪種型別的過程。
從理論上講,太陽中聚變的主要形式應該是質子-質子迴圈,在此期間由氫產生氦。這是合成星最簡單的能力。
具有較密核的較大恆星能夠進行更復雜的反應。它們的主要能源是CNO迴圈,在此期間,氫也轉化為氦氣,但已經與碳,氮和氧相互作用。
在過去的十年中,中微子探測器變得越來越強大。現代探測器不僅能夠測量能量,而且能夠測量中微子的香氣。
我們現在知道,1960年代“捕獲”的太陽中微子不是來自質子-質子迴圈,而是來自諸如硼衰變的次級反應。這些反應產生的高能中微子更容易被發現。
2014年,科學家發現了由質子-質子迴圈產生的中微子。這些觀察結果證實,pp迴圈可提供99%的太陽能量。
但是我們的恆星足夠大,可以進行小規模的CNO迴圈。他們應提供缺失的1%。
但是CNO中微子很少見,因此很難發現。但是Borexino實驗小組(維基)設法發現它們。
捕獲CNO中微子的主要問題之一是其訊號被地面中微子的噪聲所遮蓋。當然,在地球上,核聚變僅發生在科學家的實驗過程中,但有時地球探測器中的低密度放射性核素衰變會透過與CNO中微子訊號非常相似的訊號反映在探測器中。
為了消除資料中的噪音並減少出錯的機會,Boreskino的團隊開發了一種複雜的資料分析過程。
他們的研究證實,太陽正在經歷CNO迴圈的核聚變。
該科學文章發表在《自然》上。DOI:10.1038 / s41586-020-2934-0