Detectada “partícula fantasma” no Sol que confirma teoria da década de 1930

Uma equipe internacional de cientistas conseguiu, pela primeira vez, detectar diretamente a presença do ciclo carbono-nitrogênio-oxigênio (CNO) na fusão nuclear do Sol.

Este ciclo representa uma das reações de fusão pelas quais as estrelas convertem hidrogênio em hélio, sendo assim a fonte de energia dominante nas estrelas mais massivas. Entretanto, ainda não havia sido detectado diretamente em nenhuma estrela.

Essa é uma ótima notícia, pois comprova que a compreensão teórica dos cientistas sobre os processos de fusão estelares estava correta. O CNO foi previsto pela primeira vez na década de 1930 por Carl von Weizsäcker e Hans Bethe.

Agora, cerca de 100 cientistas participaram do novo estudo, publicado na revista Nature, e obtiveram um ótimo resultado por meio da detecção de neutrinos do Sol.

Existem duas reações de fusão pelas quais as estrelas podem converter hidrogênio em hélio: o CNO e a cadeia próton-próton. Ainda que esta segunda seja mais importante nas estrelas da massa solar ou menores, a teoria aponta que o CNO é a fonte de energia dominante nas estrelas mais massivas. Entender esses processos é fundamental porque as estrelas obtêm energia fundindo hidrogênio em hélio durante a maior parte de suas vidas, mas é muito difícil detectar o CNO em estrelas distantes.

Por isso, a chance de observá-la no Sol é fascinante.

Neutrinos, partículas emitidas durante esses processos, carregam em si uma assinatura espectral que permite aos cientistas distinguir se a estrela está fundindo hélio através da cadeia próton-próton ou do ciclo CNO. E foi exatamente isso o que a equipe conseguiu observar. Eles utilizaram um detector de neutrinos chamado Borexino, localizado na Itália, e confirmaram o que até então era apenas teórico.

A estratégia foi um acerto, pois os neutrinos são a única maneira de analisar o núcleo do Sol, já que não podemos enviar uma sonda até lá. Não que seja fácil detectar um neutrino — pelo contrário, essa partícula quase não interage com a matéria, ou seja, é capaz de atravessar qualquer objeto no universo. Eles estão atravessando seu corpo agora mesmo.

São 420 bilhões deles sendo ejetados do Sol e atingindo cada centímetro quadrado da superfície da Terra por segundo, mas não podemos vê-los, senti-los ou detectá-los (daí o apelido de “partículas fantasmas). Apenas detectores muito grandes e específicos podem, às vezes, fazer a leitura de um neutrino.

Felizmente, o Borexino conseguiu detectar não um neutrino qualquer, mas um que carrega assinaturas do ciclo CNO. O mesmo detector já havia medido com sucesso neutrinos solares próton-próton anteriormente, mas foi necessário muito trabalho refinando o equipamento para obter o novo resultado. Essa também é uma ótima notícia para toda a equipe por trás do Borexino, pois ele estava programado para encerrar suas operações no final de 2020. Agora, a coleta de dados deste detector pode continuar até 2021.

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