Группа физиков из Соединенных Штатов Америки применила данные, собранные за многие годы наблюдений за потоком «борных» нейтрино, которые генерируются Солнцем. Это позволило им с высокой точностью определить плотность материи и температуру в той части солнечного ядра, где рождаются эти сверхлегкие частицы, пишет Physical Review C.
По словам исследователей, их работа представляет собой первую в мире попытку использовать нейтрино для одновременного измерения плотности и температуры в недрах звезды. Ученые отметили, что полученные результаты в целом согласуются с существующими физическими моделями, что подтверждает эффективность нейтрино как инструмента для изучения внутреннего строения звезд. Данные для анализа были получены с двух крупных нейтринных обсерваторий — японского проекта Супер-Камиоканде и канадского детектора SNO.
Астрофизики сосредоточили свое внимание на «борных» нейтрино — особом подклассе частиц с относительно высокой энергией. Они образуются в ядре Солнца в процессе распада ядер бора-8. Этот изотоп, в свою очередь, возникает при слиянии ядер бериллия-7 и протонов. Вероятность такой реакции чрезвычайно сильно зависит от температуры в определенных слоях солнечного ядра, что делает нейтрино уникальным «термометром».
Плотность в недрах светила также оказывает значительное влияние на то, какое количество электронных нейтрино, возникших при распаде бора-8, в итоге достигает Земли и фиксируется детекторами. Таким образом, наблюдения за потоком «борных» нейтрино предоставляют возможность одновременно оценить два ключевых параметра солнечного ядра, проверяя существующие теоретические модели его устройства.
Используя специально разработанный алгоритм, ученые выделили необходимые данные из общих наблюдений и провели расчеты. Они показали, что плотность в ядре Солнца составляет примерно 130 грамм на кубический сантиметр, а его температура достигает почти 14,8 миллиона градусов Кельвина. Эти значения подтверждают корректность теоретических моделей, описывающих структуру нашей звезды.
