Físicos captam a primeira imagem dos neutrinos emitidos pelo Sol

27/10/2018

Cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst (Umass), nos Estados Unidos, conseguiram fazer a primeira foto neutrinos do Sol - partículas minísculas subatômicas leves, sem carga elétrica, que interagem com outras substâncias por meio da gravidade e podem "voar" para fora do centro do Sol. A captação foi possível com o uso do Borexino, detector de neutrinos que opera no Laboratori Nazionali del Gran Sasso, na Itália.

Cerca de 99% da energia do Sol emitida como neutrinos é produzida por meio de sequências reativas nucleares que são iniciadas pela fusão próton-próton (pp). Nestas, o hidrogênio é convertido em hélio. "Neutrinos emitidos por essa cadeia representam uma ferramenta única para a física", explicou Andrea Pocar, físico da Umass, em anúncio da pesquisa.


Publicado na revista científica Nature, o estudo analisou todos os componentes da cadeia pp, incluindo os neutrinos Beryllium-7 (7Be), pep e Boro-8 (8B). A reação de fusão de dois prótons para produzir deutério (hidrogênio pesado) é o primeiro passo de uma sequência de reações, responsável por cerca de 99% da produção de energia do Sol.

"A Borexino oferece a melhor medição já feita para os pp, 7Be e pep neutrinos", afirmou o físico. "Uma vez que você tem dados mais precisos, dá para modelar o Borexino de acordo com como o Sol está se comportando. Os neutrinos nos disseram como o Sol está queimando e, por sua vez, o Sol nos fornece uma fonte para estudar como os neutrinos se comportam."

Em estudos anteriores de pp, 7B, pep e 8B neutrinos, especialistas se concentraram em cada um, separadamente, em análises restritas. "Eram como tentar caracterizar uma floresta tirando uma foto individual de cada tipo de árvore", observou Pocar. "Múltiplas fotos dão uma ideia da floresta, mas não é o mesmo que uma foto de toda a floresta."

Nesta pesquisa, a imagem foi feita de toda a "floresta". Ou seja, todo o espectro de todos os diferentes neutrinos. "Em vez de dar zoom para ver pequenos pedaços, vemos tudo de uma vez", falou o pesquisador.

Física


Neutrinos solares fluem quase à velocidade da luz, atingindo a superfície da Terra em segundos. Mas como só interagem com a força nuclear fraca, eles passam através de matérias não afetadas, e isso os torna difíceis de serem detectados.

O Borexino identifica os neutrinos ao interagir com os elétrons de um cintilador líquido orgânico puro, que fica no centro de um grande círculo cercado por mil toneladas de água. Sua grande profundidade e muitas camadas protetoras mantêm o núcleo como o meio mais livre de radiação de todo o planeta.

Pocar e mais de 100 cientistas prentendem estudar outro tipo de neutrino, o CNO, em breve. O físico espera que ele seja útil para entender a composição de elementos químicos do Sol.

"Existem dois modelos que preveem níveis diferentes de elementos mais pesados ​​que o hélio, que para os astrônomos é um metal, no Sol", disse o especialista. Os neutrinos CNO são emitidos em uma sequência de reação de fusão cíclica diferente da cadeia pp. Acredita-se que sejam a principal fonte de energia de estrelas mais pesadas. "Nossos dados estão possivelmente mostrando uma leve preferência por metalicidade pesada. Vamos investigar. Os neutrinos do Sol, especialmente os de tipo CNO, podem nos ajudar a desvendar isso."


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