L'Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC), del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), organisme adscrit al Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, ha rebut una subvenció ERC Synergy del Consell Europeu de Recerca (ERC) per a un projecte que col·lidera juntament amb científics i científiques d'altres institucions europees i que busca revolucionar la comprensió actual del Sol. Dotat amb un pressupost de 14.000.000 d'euros, LUNANOVA eliminarà la incertesa present actualment a la física nuclear quant al model solar.
El projecte LUNANOVA està liderat per Daniel Bemmerer del Centre Helmholtz de Dresden-Rossendorf (HZDR; coordinador), a Alemanya; Alba Formicola de l'Institut Nacional de Física Nuclear d'Itàlia (INFN), Gianluca Imbriani de la Universitat de Nàpols Federico II, tots dos a Itàlia; i Aldo Serenelli, director de l'Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) a Espanya. Les ERC Synergy Grant subvencionen col·laboracions entre equips científics que col·laboren per resoldre problemes de recerca ambiciosos i complexos que no podrien ser abordats individualment.
El Sol que coneixem
A l'interior del nostre Sol, les reaccions nuclears fusionen hidrogen, l'element químic més lleuger, per formar heli, el segon més lleuger. Aquests processos de fusió i les seves implicacions es descriuen a l'anomenat model solar estàndard. Aquest model és la base per comprendre milers d'estrelles similars al Sol. En el cas del Sol, el model es pot validar mitjançant observacions de neutrins solars, ones sísmiques a la superfície solar i l'abundància d'elements a l'atmosfera solar.
Tot i això, hi ha un problema sorprenent: el model computacional del nostre Sol és molt menys precís que aquestes observacions tan difícils. En sentit figurat, el model solar se sosté sobre el cap (les observacions), no sobre els peus (la teoria física). Una raó fonamental d'aquest problema rau en les incerteses de la física nuclear.
Cap a un nou model del Sol
A partir del 2026, LUNANOVA es proposa resoldre aquest problema. Els quatre científics principals i els seus equips duran a terme experiments amb acceleradors a les profunditats del subsol al Laboratori Nacional de Gran Sasso de l'Institut Nacional de Física Nuclear d'Itàlia; al laboratori Felsenkeller de Dresden i en altres laboratoris d'Alemanya i Itàlia. Estudiaran les reaccions de fusió solar. El grup interpretarà les seves dades primer en el context nuclear i, posteriorment, en el context solar i el context astrofísic, cosa que servirà de base per desenvolupar un model solar completament nou. Al llarg de sis anys, LUNANOVA eliminarà la incertesa present actualment a la física nuclear pel que fa al model solar.
"LUNANOVA arriba en el moment oportú. PLAT, la missió M3 de l'ESA per a la recerca de planetes i la caracterització asterosísmica d'estrelles similars al Sol, es llançarà a finals de 2026, i gran part del seu programa científic principal se centra en estrelles lleugerament més massives que el Sol, el lloc idoni on les reaccions prenen més importància”, afirma Aldo Serenelli, investigador de l'ICE-CSIC i de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
A l'ICE-CSIC, Serenelli liderarà els esforços de modelatge solar i estel·lar, en constant col·laboració amb els experiments de reaccions nuclears de Gran Sasso, Felsenkeller i altres laboratoris. En eliminar les seccions eficaces nuclears com una incògnita present als models solars i estel·lars, LUNANOVA obrirà el camí a una nova comprensió qualitativa de la física de l'interior solar i estel·lar.
“A més, els experiments de detecció de neutrins i [de detecció] directa de matèria fosca que s'estan desenvolupant proporcionaran mesures precises dels fluxos de neutrins solars que, combinades amb la nova generació de models solars procedents de LUNANOVA, oferiran informació sense precedents sobre la composició solar, el criteri per a la majoria de les mesures d'abundància química còsmica, les opacitats radiatives en condicions no assolibles a laboratoris terrestres i els processos de barreja a les estrelles”, conclou Serenelli.
