Лучик надежды для теории Солнца

Ученые давно пришли к мнению о том, что Солнце вырабатывает энергию благодаря протеканию реакций термоядерного синтеза, в ходе которых водород превращается в гелий. Проблема, однако, состоит в том, что эта реакция может идти по различным каналам - возможно как непосредственное слияние ядер водорода, так и протекание аналогичной реакции в присутствии углерода. Соотношение долей энергии, выделяемой термоядерными реакциями каждого типа, определить крайне сложно.

Группа ученых из Принстонского института фундаментальных исследований (Institute for Advanced Study) под руководством Джона Бокалла (John Bahcall) разработала методику, позволяющую внести ясность в этот вопрос. Этого удалось добиться объединением результатов наблюдений солнечных нейтрино всеми нейтринными обсерваториями мира.

В общепринятой теоретической модели Солнца (так называемой "Стандартной модели") предполагается, что подавляющая часть энергии вырабатывается реакциями прямого синтеза водорода c образованием гелия, и только лишь 1,5% - реакциями так называемого цикла CNO, в котором в процессе реакции углерод циклически превращается сначала в азот и кислород, после чего реакция снова приводит к образованию углерода. Тем не менее, экспериментально подтвердить достоверность теоретической модели до сих пор не удавалось из-за крайней сложности детектирования солнечных нейтрино.

Со вводом в строй в последние несколько десятилетий целого ряда нейтринных детекторов ситуация изменилась. Детекторы нового поколения, однако, пока не в состоянии зафиксировать различие в энергии нейтрино, образующихся в каждом из двух типов реакций, и тем самым определить соотношение между ними. К тому же нейтрино по пути к Земле могут менять свою "форму", что еще больше усложняет задачу.

Группе Бокалла удалось путем критического анализа данных, полученных в разных лабораториях, оценить верхний порог относительной доли реакций цикла CNO. Выяснилось, что доля солнечной энергии, вырабатываемой в термоядерных реакциях этого цикла, не превышает 7,3%. По мнению самих ученых, дальнейшая обработка результатов позволит снизить эту оценку до 5%. Однако, добавляют они, достоверное подтверждение теоретического значения, равного 1,5%, невозможно без ввода в действие нейтринных детекторов принципиально иной конструкции.

Источник: по материалам журнала Nature.