Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Dlaczego duże gwiazdy świecą? Naukowcy mają odpowiedź [BOREXINO]

Dlaczego duże gwiazdy świecą? Naukowcy mają odpowiedź [BOREXINO]

Międzynarodowy zespół około 100 naukowców, włącznie z fizykami z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, prowadzących eksperyment BOREXINO w laboratorium podziemnym w Gran Sasso w Apeninach, poinformował w ubiegłym tygodniu, w prestiżowym tygodniku naukowym Nature, o przełomowym wyniku pomiarów, pozwalającym odpowiedzieć na pytanie, dlaczego duże gwiazdy świecą.

Naukowcom po raz pierwszy udało się zarejestrować charakterystyczne neutrina, sygnalizujące bezpośrednio produkcję energii w Słońcu w cyklu węgiel-azot-tlen (CNO). Postulowany cykl CNO jest dominującym źródłem energii gwiazd większych od Słońca, którego dotychczas nigdy nie wykryto w żadnej gwieździe.

Przez większość czasu życia gwiazd, który liczony jest w miliardach lat, w ich wnętrzu spalany jest wodór, z którego powstaje hel jako „popiół”. W przypadku gwiazd takich jak Słońce, lub mniejszych, spalanie wodoru zachodzi głównie we wcześniej wykrytym, również w eksperymencie BOREXINO (detektor BOREXINO na grafice obok), cyklu „proton-proton”, w którym udział biorą jedynie wodór i hel. Wiele gwiazd jest cięższych i bardziej gorących od Słońca. Zatem według teoretycznych przewidywań, sięgających lat 30-tych ubiegłego wieku, drugi cykl CNO powinien w przypadku tych gwiazd być dominującym źródłem energii. W cyklu CNO węgiel, azot i tlen odgrywają rolę katalizatorów w procesie spalania wodoru.

Najlżejsze cząstki elementarne, neutrina, produkowane w tych cyklach w jądrze słonecznym, posiadają charakterystyczne widma energetyczne, które pozwalają fizykom odróżnić te pochodzące z cyklu CNO od neutrin produkowanych w cyklu „proton-proton”. Rejestracja przez zespół BOREXINO neutrin z cyklu CNO oznacza wykrycie spalania wodoru w cyklu CNO w naszej najbliższej gwieździe. Strumień neutrin z cyklu CNO, odpowiedzialnego za produkcję około jednego procenta energii Słońca, jest o wiele słabszy niż strumień neutrin z cyklu „proton-proton”. Eliminacja innych sygnałów nie wywołanych neutrinami, zwanych tłem, była warunkiem sine qua non rejestracji neutrin z cyklu CNO. Wykrycie cyklu CNO pozwoliło ostatecznie zrozumieć „jak działają gwiazdy”.

To rewolucyjne osiągnięcie uzyskane w oparciu o imponujący wysiłek eksperymentalny, pozostanie dla przyszłości jednym z fundamentalnych sukcesów w dziedzinie astrofizyki i fizyki cząstek elementarnych.

Z Instytutu Fizyki UJ, współautorami publikacji w Nature i uczestnikami eksperymentu BOREXINO są: dr Anna Jany, dr Marcin Misiaszek, dr hab. Grzegorz Zuzel prof. UJ, prof. dr hab. Marcin Wójcik.