FISICA/ I neutrini avvistati sotto il Gran Sasso rivelano il motore delle stelle

Perché il Sole e le Stelle splendono? Da dove viene l’energia che permette loro di inviare nel cosmo enormi quantità di onde elettromagnetiche, luminose e non? La fonte di questa energia sta nelle reazioni di fusione che hanno luogo all’interno di questi corpi celesti. Nel Sole la catena di reazioni nucleari dominante inizia con la fusione di due nuclei di Idrogeno per formare un nucleo di deuterio (reazione pp). Va ricordato che il nucleo di deuterio è formato da un protone e un neutrone e che la massa del neutrone è sostanzialmente uguale (a meno dello 0,1%) a quella del protone. Ma la massa del nucleo di deuterio è inferiore alla somma di due nuclei di Idrogeno e questa mancanza di massa crea un forte legame fra i componenti del nucleo (è questo il fenomeno detto difetto di massa). La massa mancante viene emessa sotto forma di energia raggiante secondo la nota equivalenza massa-energia E=mc² ,ove “c” è la velocità della luce.

La serie di reazioni, che ha come capostipite la reazione pp, comprende undici fusioni; esse possono essere riassunte in totale nella fusione di quattro nuclei di Idrogeno a produrre un nucleo di Elio (composto da due protoni e due neutroni) con l’emissione di un’energia pari a 4,3 10^-12 Joule . Poiché la potenza  che accompagna la luminosità solare è di 3,85 10²⁶ Watt (Joule al secondo ), nel Sole in ogni secondo 600 milioni di tonnellate di Idrogeno vengono convertite in 596 milioni di tonnellate di Elio; i rimanenti 4 milioni circa di materia vengono emessi sotto forma di energia raggiante. A causa di queste reazioni la temperatura all’interno del  Sole raggiunge i 10 milioni di gradi Kelvin.

I meccanismi solari suesposti vengono descritti in un modello, detto Modello Solare Standard, il quale è stato elaborato negli ultimi quarant’anni; esso ricostruisce la struttura del Sole partendo da ipotesi riguardanti il suo comportamento termodinamico, la composizione dei gas che lo costituiscono, le reazioni nucleari che avvengono al suo interno. I controlli sperimentali delle conclusioni alle quali si arriva con questo modello riguardano essenzialmente le dimensioni dell’astro, la sua luminosità, la composizione della fotosfera (studiata mediante analisi spettroscopiche della luce solare) e la cosiddetta Eliosismologia. Quest’ultima è lo studio della velocità delle onde meccaniche prodotte da grosse perturbazioni all’interno del Sole, la cui propagazione può essere studiata con osservazioni dalla Terra.