ما هنوز نمی دانیم چه چیزی درون خورشید است ، اما این خیلی زود ممکن است تغییر کند



در تاریخ 31 آگوست 2012 ، یک نخ طولانی از مواد خورشیدی در فضا فوران کرد و در جو خورشیدی ، تاج چرخید. ما هنوز همه عناصر سازنده خورشید را نمی دانیم ، اما محققان به تدریج در حال کشف این اسرار هستند.

وقتی خورشید صورت شما را گرم می کند ، چیزی فراتر از اشعه خورشید به سمت پوست شما شلیک می کند. نوترینوها – ذرات شبح فقط با اثری از جرم – برای پیاده روی دور هم جمع می شوند. تریلیون های زیادی از آنها در هر ثانیه وارد بدن شما می شوند و مستقیماً به زمین وارد می شوند و تقریباً با سرعت نور از طریق کره زمین پرواز می کنند.

دانشمندان سالها با مطالعه روی این جریان نوترینوها سعی می کنند بفهمند که خورشید دقیقاً چگونه آنها را تولید می کند و آنها را شلیک می کند. در حالی که 99 درصد انرژی خورشیدی از یک نوع سنتز تأمین می شود ، مدت هاست که تصور می شده درصد باقیمانده از واکنش دوم و پیچیده تری باشد. و پس از دهه ها جادوگری تجربی ، فیزیکدانان برای اولین بار نوترینوهایی را دریافت کرده اند که از این واکنش نادرتر ناشی می شود.

مارک پیندسون ، ستاره شناس دانشگاه ایالتی اوهایو که در این ماجرا دخیل نبود ، گفت: “این یک اسلحه است. این “یک تأیید واقعاً زیبا از یک پیش بینی بسیار عمیق نظری است.”

در این مشت ناچیز نوترینوها ، محققان امیدوارند که سرانجام پاسخ یکی از پرسش برانگیزترین اخترشناسی را تشخیص دهند: چه ترکیباتی خورشید و به عنوان یک گسترش ، سایر ستارگان جهان را تشکیل می دهند؟

محققان می دانند که خورشید حداقل 98 درصد هیدروژن و هلیوم ، دو عنصر سبک و فراوان در طبیعت است. اما بحث در مورد ترکیب دو درصد اخیر در جریان است. ستاره شناسان معمولاً با تجزیه و تحلیل اینکه کدام نور از آنها ساطع می کنند (یا از خود ساطع نمی کنند) تعیین می کنند که از چه اجسامی ساخته شده اند ، اما وقتی صحبت از برخی از اجزای سنگین خورشیدی می شود – مانند کربن ، نیتروژن و اکسیژن – چاپ آنها به وضوح نمی درخشد.

پینسون گفت: “مسئله داده نیست.” “این همزمانی جدول تناوبی است.”

وقتی مشاهدات کافی نبود ، محققان به نظریه ها روی آوردند. مدلهای اولیه پیش بینی کردند که خورشید باید 1.8 درصد اتم حجیم مانند کربن ، نیتروژن و اکسیژن داشته باشد. اما پس از آن در دهه 2000 ، نظریه های پیچیده تری از جمله فوران خورشید و سایر ویژگی ها پیش بینی کردند که فقط 1.4 درصد ستاره باید سنگین باشد.

اختلاف نیم درصدی ممکن است زیاد به نظر نرسد ، اما پیامدهای کیهانی دارد. از آنجا که خورشید مشهورترین ستاره است ، ستاره شناسان از آن تقریباً به عنوان یک واحد اندازه گیری استفاده می کنند. آنها پیشنهاد می کنند که ستاره دیگری با ظاهری مشابه باید ترکیب مشابهی داشته باشد. و وقتی در تمام ستارگان جهان ضرب می شوید ، نیم درصد به سرعت جمع می شوند. به عنوان مثال ، اگر تخمین پایین درست باشد ، تخمین محققان از میزان اکسیژن موجود در فضا را 40 درصد کاهش می دهد.

“وقتی خورشید را تغییر می دهید ، مقدار آن را تغییر می دهید [heavy stuff] ما فکر می کنیم همه جا وجود دارد. “

یکی از راه های مقابله واقعی با آنچه در خورشید اتفاق می افتد ، مطالعه بی شماری نوترینو است که هر ثانیه زمین را منفجر می کند. در ستاره ما ، اکثریت قریب به اتفاق از همجوشی مستقیم پروتون ها حاصل می شود. اما فیزیكدانان هسته ای در اواخر دهه 1930 پیش بینی كردند كه تعداد اندكی باید از یك واکنش پیچیده ناشی شوند ، جایی كه عناصر سنگین مورد بحث – كربن ، نیتروژن و اکسیژن – به حفظ پروتون ها کمک می کنند.

شکار اصطلاحاً “نوترینوهای CNO” در سال 1988 آغاز شد. همه واکنشهای هسته ای باعث پراکنده شدن نوترینوها می شوند ، بنابراین اگر به دنبال تعداد معدودی هستید که از یک واکنش هسته ای نادر ناشی شده اند که میلیون ها مایل دورتر است ، ابتدا باید یک محیط هسته ای فریاد زده را آماده کنید. اعضای همکاری Borexino در ایتالیا شروع به توسعه فناوری برای تصفیه موادی می کنند که ردیاب خود را برای آلودگی ها می سازند. این تلاش 19 سال طول کشید.

جیواچینو رانوچی ، عضو Borexino ، گفت: “این احتمالاً تمیزترین محیط از نظر رادیواکتیویته روی زمین است.”

حتی در آن زمان ، یافتن آن آسان نبود. محققان Borexino را در اعماق زیر کوه و به دور از پرتوهای کیهانی در آزمایشگاه ملی ایتالیا در Gran Sasso ساخته اند. سیصد تن آهک شیمیایی هسته ردیاب را تشکیل می دهد – که در موارد بسیار نادر که یک نوترینو با مایع برهم کنش می کند ، چشمک می زند. هزار تن دیگر از همان مخلوط هسته ردیاب را محاصره می کند و 2300 تن آب کل دستگاه را احاطه کرده و از آن در برابر اشعه گاما و نوترون هایی که از صخره های کوه گران ساسو خارج می شوند محافظت می کند.

این آزمایش در سال 2007 آغاز شد ، برای اولین بار تقریباً بلافاصله یک نوترینو از خورشید شناسایی شد. طی چند سال آینده ، محققان همه جنبه های همجوشی استاندارد پروتون-پروتون را کشف کردند. با این حال ، نوترینوهای CNO غیرقابل دسترسی بودند.

در سال 2015 ، آنها آشکارساز را دوباره طراحی کردند تا مایعات موجود در هسته کاملاً ثابت بماند و سرانجام تلاش آنها نتیجه داد. در ماه ژوئن ، یک همکاری بین المللی حدود 100 محقق اعلام کرد که پس از حذف همه منابع احتمالی ، سرانجام آنها یک نوترینو با CNO پیدا کردند. هر روز ، 100 تن مایع مرکزی به طور متوسط ​​حدود 20 برابر چشمک می زند. ده مورد از پوسیدگی رادیواکتیو در مواد آشکارساز حاصل می شود و در این محدوده انرژی خاص ، حدود سه مورد از واکنش اصلی سنتز خورشید ناشی می شوند. رانوچی می گوید ، هفت حمله دیگر صاعقه ، نشانه رسیدن نوترینوهایی است که توسط موارد نادر همجوشی خورشیدی با کمک CNO شلیک می شود. این تیم نتایج خود را امروز در منتشر کرد طبیعت.

“این یک آزمایش زیبا و زیبا است” پینسون می گوید.

کارگران قبل از اینکه آشکارساز با صدها تن مایع پر شود ، لوله های نوری را در هسته آن نصب می کنند.

کارگران قبل از اینکه آشکارساز با صدها تن مایع پر شود ، لوله های نوری را در هسته آن نصب می کنند. (همکاری Borexino /)

در مجموع ، این هفت چشمک زدن روزانه کوچکترین اشاره ای به خورشید – و بنابراین جهان – ممکن است کربن ، نیتروژن و اکسیژن بیشتری داشته باشد ، نه کمتر. اما حتی پس از دهه ها کار و اندازه گیری قدرت ، شواهد قطعی نیستند. “ما بالا را ترجیح می دهیم [abundances of heavy elements]”، می گوید رانوچی ، اما” این می تواند یک تصادف باشد. “

آزمایش Borexino تا چندین ماه دیگر به دنبال چشمک زدن نوترینوها با CNO ادامه خواهد داد و پس از آن عمر ردیاب پایان می یابد. رانوچی منتظر انتشار یک مقاله نوترینوی CNO با داده های اضافی به مدت یک سال و نیم است ، که ممکن است پاسخ کمی محکم تری ارائه دهد.

هر چقدر همکاری Borexino بتواند از آخرین روزهای دستگاه ربوده شود ، پینسون می گوید که فیزیکدانان خورشیدی در حال آزمایش روی آزمایشات دیگری هستند که می توانند از راه های دیگر به محتوای خورشید برسند. در غیر این صورت ، کوزه های بزرگتری نیز در راه هستند. هنوز هیچ کس داده ای نمی گیرد ، اما پس از دهه ها مشاهده پیشرفت Borexino ، فیزیکدانان خورشیدی به صبوری عادت کرده اند.

پینسونو می گوید: “این در یک شاخه یا شاخه دیگر راه حل را نمی بندد ، اما راه را به نسل های بعدی نشان می دهد که ممکن است قاطع تر باشند. “


منبع: khabar-reza.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*