La fisica dei neutrini solari si è calmata negli ultimi dieci anni. Sebbene difficili da rilevare, forniscono la sonda più diretta del nucleo solare. Una volta che gli astronomi hanno imparato a rilevarli e hanno risolto il problema del neutrino solare, sono stati in grado di confermare la loro comprensione della principale reazione nucleare che alimenta il sole, la reazione protone-protone (pp). Ma ora, gli astronomi hanno rilevato per la prima volta i neutrini di un'altra reazione nucleare molto più rara, la reazione protone-elettrone-protone (pep).
In qualsiasi momento, diversi processi di fusione separati stanno convertendo l'idrogeno del Sole in elio, creando energia come sottoprodotto. La reazione principale richiede la formazione di deuterio (idrogeno con un neutrone in più nel nucleo) come primo passo di una serie di eventi che portano alla creazione di elio stabile. Questo in genere avviene per fusione di due protoni che espelle un positrone, un neutrino e un fotone. Tuttavia, i fisici nucleari hanno predetto un metodo alternativo per creare il deuterio necessario. In esso, un protone e un elettrone si fondono prima, formando un neutrone e un neutrino, quindi si uniscono con un secondo protone. Sulla base di modelli solari, hanno predetto che solo lo 0,23% di tutto il deuterio sarebbe stato creato da questo processo. Data la natura già sfuggente dei neutrini, la ridotta velocità di produzione ha reso questi neutrini pep ancora più difficili da rilevare.
Sebbene possano essere difficili da rilevare, i neutrini pep sono facilmente distinguibili da quelli creati dalla reazione pp. La differenza chiave è l'energia che trasportano. I neutrini della reazione in pp hanno un intervallo di energia fino a un massimo di 0,42 MeV, mentre i neutrini pep trasportano un 1,44 MeV molto selezionato.
Tuttavia, per individuare questi neutrini, il team ha dovuto pulire accuratamente i dati dei segnali dagli attacchi di raggi cosmici che creano muoni che potrebbero quindi interagire con il carbonio all'interno del rivelatore per generare un neutrino con energia simile che potrebbe creare un falso positivo. Inoltre, questo processo creerebbe anche un neutrone libero. Per eliminarli, il team ha rifiutato tutti i segnali di neutrini che si sono verificati in un breve periodo di tempo dal rilevamento di un neutrone libero. Nel complesso, ciò ha indicato che il rivelatore riceveva 4.300 muoni che lo attraversavano al giorno, il che avrebbe generato 27 neutroni per 100 tonnellate di liquido rivelatore e, analogamente, 27 falsi positivi.
Rimuovendo questi rilevamenti, il team ha ancora trovato un segnale di neutrini con l'energia appropriata e ha usato questo per stimare la quantità totale di neutrini pep che attraversano ogni centimetro quadrato di circa 1,6 miliardi, al secondo, che notano è in accordo con le previsioni fatte dal modello standard usato per descrivere i meccanismi interni del Sole.
Oltre a confermare ulteriormente la comprensione da parte degli astronomi dei processi che alimentano il Sole, questa scoperta pone anche dei vincoli su un altro processo di fusione, il CNO Cycle. Mentre questo processo dovrebbe essere minore nel Sole (producendo solo il 2% circa di tutto l'elio prodotto), si prevede che sia più efficiente nelle stelle più calde e più massicce e dominerà nelle stelle con il 50% in più di massa rispetto al Sole. Una migliore comprensione dei limiti di questo processo aiuterebbe gli astronomi a chiarire come funzionano anche quelle stelle.
