لأول مرة.. الكشف عن نيوترونات من دورة الطاقة النووية الحرارية الثانوية للشمس

أعلن علماء مركز التعاون الدولي "Borexino"، أول ملاحظة للنيوترون من تفاعل الكربون والنيتروجين في الشمس، مؤكدين تجريبيا مفاهيم نظرية دورة الاندماج الحراري النووي في النجوم الضخمة.

وأشارت مجلة "نيتشر" العلمية، التي نشرت نتائج البحث، أن "النجوم تتغذى على طاقة التفاعلات الحرارية النووية لتحويل الهيدروجين إلى هيليوم تحدث في أعماقها".

وأضافت: "هذا التوليف ممكن بطريقتين: في سلسلة البروتون-البروتون(pp)، والتي تتضمن فقط نظائر الهيدروجين والهيليوم، وأثناء الدورة الثانوية، والتي تسمى أيضا الكربون النيتروجين، أو دورة CNO وفقا لرموز الكربون والنيتروجين والأوكسجين، وهي العناصر التي تعمل كمحفزات للتفاعل".

وتابعت: "تنتج سلاسل (البروتون – البروتون) حوالي 99 % من طاقة الشمس والنجوم المماثلة لها في الحجم، لذلك كان العلماء السابقون قادرين على ملاحظة النيوترونات فقط من هذه الدورة، لكن يعتقد أنه في النجوم الضخمة، ذات الكتلة الأكبر من الشمس مرة ونصف مرة، تسود فيها دورة الكربون والنيتروجين، وكان من المهم إثبات وجودها تجريبيا".

ويشير بيان صادر عن المعهد المشترك للأبحاث النووية، إلى أنه "حتى وقت قريب، ظل السؤال مفتوحا عما إذا كان من الممكن تسجيل النيوترونات من الدورة الثانية"، مؤكدا أن "صغر التدفق بحد ذاته، معقد بسبب وجود مكون طيفي للخلفية الطبيعية، لا يمكن تمييزه عن طيفها".

وأشار الخبراء إلى أن "خاصية الاختراق غير المعوق للنيوترونات، ستسمح بتخزين المعلومات حول العمليات الداخلية في الشمس، لكن هذه الخاصية تجعلها بعيدة المنال بالنسبة لكاشفات الجسيمات التقليدية، لذلك، يتم استخدام كاشفات خاصة للكتل الكبيرة جدا مع التحكم الدقيق في جميع العمليات التي يمكن أن تعكس تفاعلات النيوترونات مع الإلكترونات".

وأوضحوا، أن العملية تشبه التصادم المرن لكرات البلياردو، فالإلكترون بعد أن تلقى سرعة ابتدائية معينة يفقدها تدريجيا في سياق التفاعل مع جزيئات الوسط، وينبعث جزء من الطاقة على شكل فوتونات، وبالتالي فإن تفاعل النيوترون مع الإلكترون يؤدي إلى وميض من الضوء، وتشتت عدة آلاف من الفوتونات من نقطة التفاعل في جميع الاتجاهات.

ويعتبر هذا الاكتشاف ذا أهمية قصوى بالنسبة للفيزياء الفلكية، لأنه في النجوم الأكثر ضخامة من الشمس، يتم إطلاق الطاقة بشكل أساسي بسبب دورة الكربون والنيتروجين.

المصدر: "نوفوستي"