Наблюдения за нейтрино помогли уточнить ключевые свойства ядра Солнца
Физики из США использовали данные многолетних наблюдений за потоком «борных» нейтрино, вырабатываемых Солнцем, для уточнения плотности материи и температуры в той части его ядра, где возникают эти невидимые сверхлегкие частицы. Результаты расчетов ученых были представлены в статье в научном журнале Physical Review C.
«Насколько мы знаем, подготовленные нами результаты расчетов являются первой попыткой в мире использовать нейтрино для одновременных замеров плотности и температуры в недрах Солнца. В целом, результаты этих замеров совпали с текущими физическими описаниями структуры светила, что демонстрирует мощь использования нейтрино для изучения устройства недр звезд», — говорится в исследовании.
К такому выводу пришла группа американских астрофизиков под руководством профессора Университета штата Огайо (США) Джона Бикома при анализе данных, которые на протяжении многих лет собирались двумя нейтринными обсерваториями — японским проектом Супер-Камиоканде и канадским детектором SNO в Садбери. Помимо обычных «солнечных» нейтрино, возникающих в процессе слияния протонов, эти установки фиксируют также прохождение через Землю и так называемых «борных» нейтрино.
Так астрофизики называют особый подкласс данных частиц с относительно высокой энергией, которые возникают в ядре Солнца в результате распада ядер атомов бора-8 на две альфа-частицы и электрон. В свою очередь, бор-8 образуется в результате слияния ядер бериллия-7 и протонов, вероятность чего необычайно сильно зависит от температуры в тех прослойках ядра Солнца, где возникают и скапливаются атомы этого легкого элемента.
Аналогичным образом, плотность в недрах светила сильно влияет на то, как часто электронные нейтрино, возникшие в результате распадов бора-8, достигают Земли. Как отмечают профессор Биком и его коллеги, и то, и другое позволяет использовать результаты наблюдений за «борными» нейтрино для сверхточных замеров температуры и плотности ядра Солнца и проверки моделей, описывающих его структуру и устройство.
Руководствуясь этой идеей, астрофизики создали алгоритм, который позволил им отделить данные по «борным» нейтрино из результатов наблюдений на детекторах Супер-Камиоканде и SNO, и использовали эти сведения для расчета ключевых свойств ядра Солнца. Эти расчеты показали, что плотность ядра Солнца составляет около 130 грамм на кубический сантиметр, а его температура близка к 14,8 млн градусов Кельвина. Оба этих значения в целом совпадают с результатами теоретических расчетов, что говорит об их общей корректности, подытожили ученые.
Поделиться
