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天文學家首次觀測到﹐太陽CNO循環核融合的微中子
本帖最後由 jiunn36 於 2021-1-23 01:07 AM 編輯像所有恆星一樣﹐太陽由氫融合為更重的元素來提供能量。天文學家對於恆星核融合現象的理解大多來自於理論模型﹐但是對於太陽﹐還有另一個觀察太陽核心所產生的微中子的方式。每當原子發生核融合時﹐不僅會產生高能的光﹐還會產生微中子。微中子能以近光速從太陽核心飛出﹐早在1960年代被觀測到。根據理論﹐太陽的核融合主要形式應該是質子-質子鏈反應(pp鏈)﹐是恆星最容易產生的反應方式。但更熱的大恆星﹐更強大的反應(CNO循環)是其主要的能量來源。
在過去的十年中﹐微中子探測器越來越有效率﹐現代探測器還不僅可以探測微中子的能量﹐還可以探測其味(flavor)。我們現在知道﹐從早期實驗所檢測到的太陽微中子不是來自pp鏈的微中子﹐而是如硼衰變等次級反應﹐它們會產生更高能量易於檢測的微中子。在2014年﹐一個小組發現了由pp鏈直接產生的低能微中子﹐他們的觀察證實了99％太陽的能量是由pp鏈所產生。
儘管pp鏈主導著太陽的核融合﹐但我們的恆星足夠大﹐以致會發生少許CNO循環﹐且應該是太陽額外1％的能量來源。但是由於CNO循環的微中子很少﹐不易檢測。但是最近﹐一個團隊成功地觀察到。
檢測CNO循環的微中子﹐最大挑戰是其信號被掩埋在地面的微中子噪聲中。地球上不會自然發生核融合﹐但地面岩石低量的放射性衰變會觸發微中子探測器。因此﹐該團隊創建一個複雜的分析過程﹐濾除誤報的微中子信號。他們研究證實﹐CNO循環比例與理論相同。雖然CNO循環在太陽的作用很小﹐但對大質量恆星的演化至關重要。這項工作有助於了解大質量恆星﹐與重元素的起源。相關論文發表在Nature期刊。(編譯／李瑾)
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