Eine fünfmal genauere Methode zur Vorhersage von Kernreaktionen im Herzen der Sonne

Was treibt die Sonne an und ermöglicht es ihr, seit Milliarden von Jahren zu leuchten? Die Antwort liegt in den Kernreaktionen, die in ihrem Inneren stattfinden, und ein jüngster Durchbruch verspricht, unser Verständnis dieser Prozesse in neuem Licht zu sehen.


Im Kern der Sonne wandelt eine Reihe von Kernfusionsreaktionen Wasserstoff in schwerere Elemente um und setzt die Energie frei, die unseren Planeten erleuchtet und erwärmt. Ein Schlüsselmoment dieser Kette ist die Fusion von Protonen mit Beryllium-7, um Bor-8 zu bilden, das anschließend unter Aussendung von Neutrinos zerfällt, elementaren Partikeln, die auf der Erde nachgewiesen werden können. Dieser Schritt ist entscheidend, um den Fluss energetischer solarer Neutrinos, die uns erreichen, zu verstehen.

Die Reproduktion der Bedingungen dieser Reaktionen in irdischen Laboren ist äußerst schwierig. Wissenschaftler verlassen sich daher auf theoretische Berechnungen, um die Rate dieser Kernreaktionen aus machbaren Experimenten zu extrapolieren. Allerdings birgt diese Methode der Extrapolation Unsicherheiten. Eine neue Methode reduziert diese Unsicherheiten erheblich und bietet somit ein genaueres Werkzeug zur Bestimmung der Fusionsrate zwischen Protonen und Beryllium-7 bei niedriger Energie. Dieser Fortschritt, beschrieben in einem Artikel der Zeitschrift Physics Letters B, verringert die Unsicherheit um einen Faktor fünf.

Diese Verbesserung ebnet den Weg für ähnliche Fortschritte hinsichtlich anderer kritischer Reaktionsraten in der Sonne, was genauere Vorhersagen basierend auf dem Standard-Sonnenmodell ermöglicht. Dieses Modell beschreibt die Entwicklung der Sonne und anderer Sterne über die Zeit, und die Verbesserung unseres Verständnisses der Eigenschaften von Neutrinos und des Inneren der Sonne hängt weitgehend davon ab.

Dank dieser Forschung, die Berechnungen basierend auf Theorien mit experimentellen Ergebnissen kombiniert, haben die Forscher eine neue Art und Weise etabliert, Kernreaktionen zu bewerten, die unter Bedingungen stattfinden, die im Labor schwer zu reproduzieren sind. Dieser Durchbruch verspricht, unser Wissen darüber, wie die Sonne Partikel fusioniert, um Energie zu erzeugen, sowie unser Verständnis anderer Phänomene, die im Herzen der Sterne stattfinden, zu bereichern.