Un grupo de astrónomos ha planteado enviar un detector de neutrinos solar a una órbita en torno a nuestra estrella. De esa manera, se podría entender mejor los procesos que tienen lugar en el núcleo del Sol. Es una misión que resulta intrigante por las oportunidades que plantea…

Un detector de neutrinos solar llevado al entorno del Sol

Hay muy pocas maneras de estudiar el interior del Sol. Las reacciones nucleares, que tienen lugar constantemente en el interior de la estrella, son una herramienta tremendamente útil. Al tiempo que el hidrógeno se fusiona en helio, también se libera una corriente inagotable de neutrinos. Los neutrinos son partículas muy pequeñas que interaccionan con la materia solo en ocasiones muy contadas. En la Tierra, se han construido detectores gigantes con el objetivo de poder detectar alguna de esas escasas interacciones de neutrinos.

Un detector de neutrinos solar cercano al Sol
Imagen de bucles coronales en el Sol. Crédito: Paul Stewart

Esto ha sido tremendamente útil para poder hacerse una mejor idea de los procesos nucleares que tienen lugar en el interior del Sol. También permiten poner a prueba los límites de la física tal y como la conocemos. Así que no es ninguna sorpresa que se quiera profundizar en este campo. Esto plantea una pregunta muy natural. Los observatorios terrestres se ven limitados por la distancia entre la Tierra y el Sol. Así que hay una alternativa que parece obvia. Llevar un detector de neutrinos solar a mucha menos distancia.

Un equipo de astrónomos ha planteado, precisamente, esto. Han presentado un concepto de misión para explicar cómo se podría llevar a cabo. La principal ventaja de colocar un detector de neutrinos solar, en el espacio, es poder observar todo con mucha más facilidad. Si ese observatorio estuviese a la misma distancia que la sonda solar Parker, se encontraría mil veces más neutrinos que ese mismo detector en la Tierra. Si podemos acercarnos todavía más, esa cifra puede dispararse hasta alcanzar una frecuencia 10 000 veces superior.

En busca del estudio de neutrinos más sencillo

Captar un flujo de neutrinos tan grande sería una ventaja muy importante. Ofrecería una vista, sin parangón, a los procesos nucleares que tienen lugar en el núcleo del Sol. Al orbitar en torno a la estrella, la nave tendría otra ventaja muy importante a su favor. Podría buscar asimetrías o diferencias en la producción de neutrinos. Algo que, a su vez, sería una pista de la presencia de materia oscura. O, en su lugar, también podría ayudar a detectar procesos exóticos. Un hallazgo así, naturalmente, tendría una importancia enorme.

Lo mejor de todo es que la nave ni siquiera debería estar muy cerca del Sol para aprovechar las ventajas que ofrece una misión espacial. La gravedad del Sol curva el camino de la luz. Esa luz se concentra en un punto focal a cientos de unidades astronómicas (UAs). Hay que recordar que una UA es la distancia media entre la Tierra y el Sol, es decir, unos 150 millones de kilómetros. En el caso de los neutrinos, también siguen un recorrido curvado. Al tener masa, sin embargo, su punto focal es mucho más cercano, estando a entre 20 y 40 UAs. Así que, alternativamente, también se podría colocar un detector de neutrinos solar en esa región del Sistema Solar. Tendría sus propias ventajas.

Desde allí, el detector de neutrinos permitiría utilizar el Sol como si fuese una lupa. Así se podría estudiar el origen de los neutrinos que vienen de regiones más lejanas. Sería posible analizar el origen de neutrinos que procedan del centro de la Vía Láctea e, incluso, de otras regiones del universo. Todo esto es muy atractivo porque, por tanto, ofrece la posibilidad de estudiar los procesos ya no solo de nuestra estrella, también de regiones distantes de la galaxia. Sin embargo, llevar a cabo una misión de estas características también tiene sus desventajas…

Los problemas de un detector de neutrinos solar

Entre las desventajas, un observatorio de neutrinos espacial necesitaría una protección robusta para bloquear los rayos cósmicos. En esencia, es necesario proteger el observatorio de esas partículas de alta energía que pudiesen llevar a confusión y hacer creer que se ha observado la señal de un neutrino. Esto implica aumentar la masa del observatorio. El peso que añadir es tanto que, en realidad, no está claro si sería posible construir una nave así. No es sorprendente, por tanto, que nos encontremos ante una misión que todavía es solo un concepto.

Concepto artístico de la sonda solar Parker. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Si funcionase, sin embargo, las posibilidades que ofrece son muy interesantes. Estas pequeñas partículas son algo que se quiere estudiar con todo el detalle posible. No solo para entender su naturaleza, también comprender mejor los procesos que tienen lugar en el interior del Sol. Nuestra estrella, hay que recordar, es una enana amarilla que vivirá unos 10 000 millones de años-luz. En su interior fusiona hidrógeno, acumulado durante su formación y lo convierte en helio. La física conoce los procesos que tienen lugar en este tipo de estrellas.

Solo como el Sol, hay miles de millones de estrellas en la Vía Láctea. Por lo que lo que se pueda aprender sobre el Sol será extensible a esas estrellas. También se podrá extrapolar cómo funcionan los procesos en el caso de estrellas más (y menos) masivas, que se encuentren en la secuencia principal. El inconveniente es que este tipo de misiones están todavía lejos de convertirse en realidad. Pero no es descabellado que, con el avance de la tecnología y una mayor facilidad para enviar misiones al espacio, se termine planteando algo concreto…

Estudio

El estudio es N. Solomey, J. Folkerts, H. Meyer et al.; «Design of a Space-based Near-Solar Neutrino Detector for the νSOL Experiment». Está disponible para su consulta en la plataforma arXiv.

Referencias: Universe Today