太陽發(fā)光近50億年,其源源不斷的能量是哪兒來的?
太陽持續(xù)不斷地發(fā)光,是由內(nèi)部連續(xù)核反應產(chǎn)生的,在這些核反應中,4個質(zhì)子聚合生成1個氦-4原子核,并伴隨釋放出2個電子中微子和大量能量?茖W家建立的模型暗示,太陽釋放出的核能99%來自3個反應序列,統(tǒng)稱質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應,由2個質(zhì)子聚合引發(fā)。 Borexino實驗室發(fā)表論文稱,根據(jù)對2000多天收集的數(shù)據(jù)進行分析,科學家首次完整測量了源自這3個序列的中微子通量。這些分析結(jié)果幫助人類更好地了解太陽發(fā)光的方式和原因。中微子與其他物質(zhì)的相互作用力很弱,因此可不受阻礙地從太陽內(nèi)部逃逸出來,經(jīng)過8分鐘旅行后到達地球。從太陽中微子中,可以直接了解太陽內(nèi)部核反應情況。 Borexino試驗檢測了這些中微子,科學家用一種稱為熒光劑的有機液體作為檢測劑,與中微子發(fā)生反應,測量由此產(chǎn)生的光量以測定中微子攜帶的能量。與所有其他太陽中微子試驗不同,Borexino可測量高能和低能中微子攜帶的能量,從而使利用中微子光譜學技術研究太陽內(nèi)部結(jié)構成為可能。 電子中微子在達到地球前,可變?yōu)?種其他類型的中微子,即Tau和Muon中微子,這種現(xiàn)象被稱為中微子振蕩。相比Tau和Muon中微子,Borexino的試驗對電子中微子更為敏感,因此在測量的中微子通量用于計算太陽產(chǎn)生的通量時,需要考慮中微子振蕩?紤]到這點,科學家利用測量的中微子通量,計算出太陽內(nèi)部核反應產(chǎn)生的總能量。 科學家們發(fā)現(xiàn),測量到的光子量與中微子通量相同,因此說明太陽的能量來源是核聚變。新發(fā)現(xiàn)也對中微子物理學帶來有趣的影響。通過將這些數(shù)據(jù)與標準太陽模型的預測結(jié)合起來,合作者確定了質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應產(chǎn)生的中微子存續(xù)幾率的數(shù)量。新研究成果也為解釋太陽物理學中長期存在的一個問題提供了線索,這個問題是由于無法很好地確立太陽化學構成而引發(fā)的。 |