《自然》论文称检测到太阳次要聚变循环产生的中微子

发稿时间:2020-11-27 10:49:07

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  中新网北京11月26日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇天体物理学研究论文称,科学家通过高灵敏度检测器检测到了太阳次要聚变循环产生的中微子,测量这些中微子可以为了解太阳结构和太阳核心内的元素丰度提供新线索,将有助于人们了解不同恒星的主导能量来源。

  该论文介绍,恒星的能量来自于氢到氦的核聚变,这通过两个过程发生:质子-质子链反应和碳氮氧循环,前者只涉及氢氦同位素,后者靠碳氮氧催化聚变。质子-质子链反应是与太阳大小类似的恒星的主要能量产生方式,约占全部生产能量的99%,这一点已得到广泛研究。研究碳氮氧循环更具有挑战性,因为通过这种机制产生的中微子每天只比背景信号多几个而已。

检测器的初始操作过程中,博瑞西诺中心的两个尼龙容器充满了水。(图片来自博瑞西诺合作组织)自然科研 供图
检测器的初始操作过程中,博瑞西诺中心的两个尼龙容器充满了水。(图片来自博瑞西诺合作组织)自然科研 供图

  博瑞西诺合作组织在最新发表的论文中报道检测到了太阳碳氮氧聚变循环期间发射出的中微子,且具有高统计显著性。他们使用的是意大利格兰萨索国家实验室高灵敏度的博瑞西诺检测器,它能够排除或解释大部分的背景噪音源。论文作者表示,这些结果代表了第一个已知的关于碳氮氧循环的直接实验证据,证明碳氮氧循环贡献了1%左右的太阳能量(符合理论预测)。

  论文作者提出,测量碳氮氧聚变产生的中微子,可以确定恒星中碳氮氧的丰度。据信,碳氮氧循环对质量大于太阳的恒星的能量生产具有更大的贡献。了解恒星中重量大于氦的元素的丰度(即金属性)有助于人们了解不同恒星的主导能量来源。

  在《自然》同期发表的相应“新闻与观点”文章中,有同行专家称,博瑞西诺合作组织的工作让科学家能够更进一步地全面认识太阳和大质量恒星的形成,或许会定义未来几年这个领域的研究目标。(完)

【编辑:田博群】

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