Demuestran la «otra forma» en que el Sol produce su energía

Un equipo de expertos de la Cooperacion Borexino, en los Laboratorios del Instituto Nacional Italiano Gran Sasso de Física Nuclear, ha conseguido por vez primera localizar un reciente tipo de neutrinos originarios del Sol. Un descubrimiento que publica esta semana la revista « Nature» y que confirma la hipotesis, formulada hace ya casi cien años, de que el Sol quema su combustible nuclear a través de dos tipos de reacciones distintas.

En palabras de Gioacchino Ranucci, portavoz de la cooperacion Borexino «hemos completado un capítulo de la Física que empezó hace más de 80 años».

La mayor parte de la energía solar se produce durante el denominado proceso protón-protón (pp) en el que los núcleos de hidrógeno en colisión (cada uno de ellos tiene un único protón) se fusionan para dar sitio al siguiente elemento de la tabla periódica, el helio.

en cambio, ya en 1938 se propuso que la fusión de hidrógeno en helio además podría producirse por carbono, nitrógeno y oxígeno, en una serie de reacciones llamadas «ciclo CNO». Para confirmarlo, en cambio, era necesario ver los neutrinos que cada uno de los procesos produce, y diferenciar además los que proceden del ciclo CNO de los que lo hacen del proceso pp. Algo imposible con la tecnología de la era y para lo que ha sido necesario esperar más de ocho decenios.

Los peculiares neutrinos

Los neutrinos son partículas subatómicas que prácticamente no poseen masa, no tienen carga eléctrica y se desplazan casi a la velocidad de la luz. Prácticamente no interactúan con la materia ordinaria, de modo que pasan a través de ella con extrema facilidad. Sin que ni siquiera nos demos cuenta, cada centímetro de nuestro cuerpo (y del mundo entero) es atravesado por millones de neutrinos a cada segundo que pasa.

Muy de vez en cuando, en cambio, un neutrino golpea un electrón y lo libera del átomo al que pertenece. Para ser capaces de localizar estos rarísimos encuentros los detectores de neutrinos, como el de Gran Sasso, se localizan a gran profundidad, a veces enterrados bajo montañas, lo que evita posibles interferencias de otro tipo de radiaciones, como los rayos cósmicos. Los detectores consisten en grandes tanques de fluido cubiertos por completo de miles de sensores que pueden captar los débiles destellos de luz que se producen cuando esos electrones desplazados interactúan con su entorno.

«El reciente hallazgo -asegura Marco Pallavicini, de la Universidad de Génova- es la coronación de un incansable esfuerzo de bastantes años que nos ha permitido llevar la tecnología de centelleo líquido más allá de cualquier límite alcanzado anteriormente, y realizar del núcleo de Borexino el sitio menos radiactivo del planeta».

Complicadas de diferenciar

En verdad, el proceso pp y el ciclo CNO producen el mismo tipo de neutrinos. Pero con una desigualdad: ambos llevan distintas mezclas de energías, y solo descifrándolas cuidadosamente, como han hecho los investigadores de Borexino, es factible distinguirlos.

«Se trata -prosigue Ranucci- de la primera demostración directa de que el ciclo CNO está ocurriendo verdaderamente en el núcleo del Sol. Hemos completado la imagen de cómo funciona una estrella».

Pero no solo eso. El equipo de expertos, en efecto, reveló además que el número de la nueva clase de neutrinos detectados en relación a los generados por el proceso pp, señala que el ciclo CNO aporta mas o menos el 1% de la energía total del Sol, tal y como la hipotesis había predicho hace ya demasiado tiempo.

El descubrimiento no solo es notable para entender cómo funciona el Sol, sino además para comprender a diferentes estrellas, porque las hipotesis insinúan que el ciclo CNO, y no el proceso pp, debería ser la fuente dominante de energía para aquellas con solamente un 30% más de masa que el Sol.

Por último, los expertos proponen en su artículo que inclusive sería factible refinar las mediciones de neutrinos lo bastante como para calcular la cantidad de carbono, nitrógeno y oxígeno que hay en el núcleo del Sol, lo que sería una evidencia experimental directa de lo que los astrofísicos llaman su «metalicidad», es decir, la cantidad de elementos que contiene que sean más pesados que el hidrógeno y el helio. Lo cual resulta notable porque no solo mejora nuestra comprensión sobre cómo el Sol produce su energía, sino además sobre cómo esa energía escapa de su interior para, eventualmente, calentar nuestro mundo, un proceso en el que la cantidad de elementos pesados juega un papel notable.