Πώς τα νετρίνα έσωσαν τα δόντια σας από τερηδόνα
Κάθε δευτερόλεπτο, τρισεκατομμύρια νετρίνα που γεννιούνται στο κέντρο του ήλιου εκτοξεύονται στο σώμα σας. Δεν σας βλάπτουν, γιατί αυτά τα απόκοσμα στοιχειώδη σωματίδια σχεδόν ποτέ δεν αλληλεπιδρούν με την ύλη. Ωστόσο, οι αστρονόμοι αναφέρουν ότι, ωστόσο, τα νετρίνα σφυρηλάτησαν μεγάλο μέρος του φθορίου του σύμπαντος, ένα στοιχείο που προστέθηκε στην οδοντόκρεμα και το νερό για την καταπολέμηση των κοιλοτήτων και του οποίου η κοσμική προέλευση ήταν από καιρό μυστηριώδης.
Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, τα αστέρια δημιούργησαν τα περισσότερα από τα χημικά στοιχεία. Με ατομικό αριθμό εννέα, το φθόριο βρίσκεται μεταξύ οξυγόνου και νέον στον περιοδικό πίνακα, αλλά είναι πολύ πιο σπάνιο από τα δύο. Ένα τεράστιο αστέρι δημιουργεί τεράστιες ποσότητες οξυγόνου και νέου κατά τη διάρκεια της ζωής του και στη συνέχεια τις εκτοξεύει στο διάστημα όταν εκρήγνυται, επομένως και τα δύο στοιχεία είναι κοινά:Το οξυγόνο είναι το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν, μετά το υδρογόνο και το ήλιο, και το νέον κατατάσσεται πέμπτο ή έκτος. Αντίθετα, το φθόριο είναι τόσο σπάνιο που δεν μπαίνει καν στο top 20.
Δύο αστρονόμοι - η Catherine Pilachowski από το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, στο Bloomington και ο Cameron Pace από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Γιούτα στο Cedar City - πήγαν να το αναζητήσουν. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο 2,1 μέτρων στην κορυφή Kitt Peak στην Αριζόνα, αναζήτησαν 79 αστέρια για ένα δυσάρεστο αέριο που ονομάζεται υδροφθόριο (HF), το οποίο περιέχει το στοιχείο. «Τρομερά πράγματα», λέει ο Pilachowski. Η αναπνοή του αερίου μπορεί να είναι θανατηφόρα. Αλλά απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία και έτσι μπορεί να αφήσει σημάδι στο φάσμα ενός αστεριού που ήλπιζαν να δουν οι αστρονόμοι.
Οι ερευνητές εντόπισαν το αέριο σε 51 από τους στόχους τους, μακράν τον μεγαλύτερο αριθμό κανονικών αστέρων στα οποία έχει παρατηρηθεί φθόριο. Όπως αναφέρουν οι Pilachowski και Pace στο τεύχος Σεπτεμβρίου του The Astronomical Journal , η αφθονία φθορίου που μετρούν είναι τόσο υψηλή που τα νετρίνα πρέπει να έχουν δημιουργήσει μεγάλο μέρος του κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα. Όταν ένα τεράστιο αστέρι εκρήγνυται, απελευθερώνει 10 νετρίνα που είναι τόσο ενεργητικά που μερικά ρίχνουν ένα πρωτόνιο ή νετρόνιο από μερικούς από τους πολλούς πυρήνες νέον του άστρου, παράγοντας φθόριο. Άλλες διεργασίες δημιουργούν επίσης φθόριο, αλλά όχι αρκετό για να εξηγήσει τόσο μεγάλες αφθονίες, συμπεραίνουν οι αστρονόμοι.
«Είναι πραγματικά ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός», λέει ο αστρονόμος Henrik Jönsson του Παρατηρητηρίου Lund στη Σουηδία, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Το τεράστιο μέγεθος δείγματος των Pilachowski και Pace ενισχύει τα συμπεράσματά τους, λέει ο Jönsson. Αυτό είναι μεγάλος έπαινος, γιατί το νέο αποτέλεσμα φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με τη δική του δουλειά, η οποία είχε βρει χαμηλότερη αφθονία φθορίου σε μικρότερο αριθμό αστεριών. Η χαμηλή αφθονία έδειξε ότι όλο το στοιχείο θα μπορούσε να είχε κατασκευαστεί σε αστέρια που δεν εκρήγνυνται, μέσω πυρηνικών αντιδράσεων που δεν περιλαμβάνουν νετρίνα. Τα λεγόμενα ασυμπτωτικά γιγάντια κλαδιά αστέρια είναι φωτεινοί, γερασμένοι ήλιοι που καίνε και υδρογόνο και ήλιο, και οι αστρονόμοι τους έχουν πιάσει να παράγουν φθόριο. Όταν αυτά τα αστέρια πεθαίνουν, ρίχνουν τα εξωτερικά τους στρώματα —και το φθόριο που κόπηκε πρόσφατα— στον γενικό γαλαξία.
Είναι λοιπόν μεγάλη ή μικρή η ποσότητα φθορίου στα αστέρια; Η απάντηση μπορεί να εξαρτάται από το ποιος καθορίζει σωστά τις αστρικές θερμοκρασίες. Επειδή τα μόρια υδροφθορίου διασπώνται σε υψηλές θερμοκρασίες, τα φάσματα των θερμότερων αστεριών εμφανίζουν λιγότερο αέριο από εκείνα των ψυχρότερων - ακόμα κι αν τα θερμότερα αστέρια περιέχουν εξίσου πολύ φθόριο. Έτσι, για να εξαγάγουν μια αξιόπιστη αφθονία φθορίου, οι αστρονόμοι πρέπει να γνωρίζουν ακριβώς πόσο καυτό είναι το αστέρι. Αυτό το καλοκαίρι, ο Jönsson χρησιμοποίησε ένα μεγαλύτερο τηλεσκόπιο Kitt Peak, το 4 μέτρων, για να παρατηρήσει σχεδόν 100 αστέρια και ελπίζει να μετρήσει ακριβείς θερμοκρασίες και αφθονία υδροφθορίου για όλους.
Ο Verne Smith, αστρονόμος στο Εθνικό Παρατηρητήριο Οπτικής Αστρονομίας στο Tucson της Αριζόνα, ο οποίος δεν ήταν μέλος καμίας ερευνητικής ομάδας, πιστεύει ότι οι δύο μελέτες δείχνουν ότι και οι δύο πηγές φθορίου είναι σημαντικές. Υποψιάζεται ότι τα νετρίνα σουπερνόβα παρήγαγαν από το μισό έως τα δύο τρίτα του φθορίου της Γης—σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να ευχαριστήσετε τα σωματίδια που συνήθως δεν κάνουν τίποτα για τις κοιλότητες που δεν είχατε ποτέ.
