Wissenschaftler enthüllen die "Seele" der Sonne, indem sie Teilchen unter der Erde beobachten

Im Untergrund eines Berges konnten Wissenschaftler erstmals den Sonnenkern durch seine Neutrino-Emissionen beobachten, rutschige Elementarteilchen, die zeigen, dass unser Stern noch mindestens 100.000 Jahre lang leuchten wird.

"Wenn es stimmt, dass die Augen der Spiegel der Seele sind, dann sehen wir mit diesen Neutrinos nicht nur das Gesicht der Sonne, sondern auch ihren Kern. Wir können einen Blick auf die Seele der Sonne werfen", kündigte der Physiker Andrea Pocar von der University of Massachusetts an., in Amherst (Nordosten der USA), der an dieser Entdeckung beteiligt war, die dank des Borexino-Detektors gemacht wurde. Der Detektor ist im Gran Sasso-Labor in Mittelitalien unter 1.400 Metern Gestein vergraben.

Die Sonnenenergie stammt zu 99% aus der Fusion von Wasserstoffkernen im Herzen des Sterns. Diese Reaktion wandelt die Protonen (positiv geladene Teilchen) in einen Deuteriumkern (eine Form von Wasserstoff) um und setzt unter anderem ein energiearmes Neutrino frei, das als "Neutrino pp" ("Proton-Proton") bezeichnet wird Nationales Forschungsinstitut (CNRS) in Frankreich, das ebenfalls an dem Experiment teilgenommen hat.

Ohne elektrische Ladung und sehr unempfindlich gegenüber der Schwerkraft interagieren Neutrinos kaum mit Atomen und passieren die Materie fast ohne Konsequenzen.

Diese Eigenschaften ermöglichen es den vom Sonnenkern erzeugten "Neutrinos pp", innerhalb von Sekunden durch das Sonnenplasma zu gelangen und die Erde nur acht Minuten später mit einer Geschwindigkeit zu erreichen, die der Lichtgeschwindigkeit nahekommt. Es ist eine massive, aber schmerzlose Bombardierung unseres Planeten mit Zehntausenden Partikeln pro Quadratzentimeter pro Sekunde.

Umgekehrt wird die Energie, die durch diese Reaktion erzeugt wird, in Form von Photonen übertragen und benötigt "ein oder zweihunderttausend Jahre, um durch die dichte Materie der Sonne zu gelangen", bevor sie ihre Oberfläche erreicht und dann zur Erde gelangt, erklärte CNRS.

Direkte Zeugen

Die im Borexino-Experiment beobachteten Neutrinos sind effektiv "direkte Zeugen dessen, was aktuell im Herzen des Sterns geschieht, während seine Energie uns erwärmt" in Form von Lichtstrahlen, die vor Zehntausenden von Jahren erzeugt wurden.

"Durch den Vergleich dieser beiden von der Sonne emittierten Energiearten erhalten wir Informationen über ihr thermodynamisches Gleichgewicht über einen Zeitraum von etwa 100.000 Jahren", sagte Andrea Pocar.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Aktivität der Sonne seitdem kaum verändert hat und "bestätigen, dass unser Stern noch mindestens weitere 100.000 Jahre analog funktionieren wird", so das CNRS weiter.

Diese Informationen konnten dank des Borexino-Experiments gewonnen werden, an dem hundert Wissenschaftler aus aller Welt in einem Tunnel beteiligt sind, der unter dem Apennin ausgegraben wurde. Seine Gesteine ​​absorbieren die kosmischen Strahlen, die die Erde dauerhaft bombardieren und Messungen verfälschen könnten.

Hier kann der Detektor in einer 14 Meter breiten Edelstahlkugel, die wiederum von einem riesigen Wassertank geschützt wird, die rutschigen Neutrinos der Sonne in der isoliertesten Umgebung der Wechselwirkungen der Außenwelt einfangen.

Um dies zu erreichen, verwendet Borexino einen "organischen Funken", der mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff gefüllt ist, der aus "einem wirklich sehr, sehr alten Öl" stammt, das mehrere Millionen Jahre alt ist, fügte Andrea Pocar hinzu. "Wir verwenden es, um jeglichen Kohlenstoff zu eliminieren", da diese natürlich radioaktive Form von Kohlenstoff, die mit der Zeit schwindet, "die Neutrinosignale abdeckt, die wir nachweisen möchten."

Hochreine Flüssigkeit im Detektor enthält laut CNRS zehn Milliarden Mal mehr Radioaktivität als ein Glas Wasser. Dies sind "einzigartige Merkmale", die es uns ermöglichen, "fast in Echtzeit" die von der Sonne freigesetzten Neutrinoströme zu beobachten.

Via In Summary