L’expérience internationale Borexino vient d’annoncer la première observation des neutrinos issus du cycle carbone-azote-oxygène, l’un des mécanismes de production d’énergie du Soleil.

PHYSIQUE. Nous saurons désormais un peu mieux de quelle façon le Soleil brille… L’expérience Borexino, vient de s’achever au Laboratoire national de Gran Sasso en Italie (INFN, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare). La collaboration internationale vient d’annoncer officiellement dans la revue Nature la détection des neutrinos émis lors du cycle carbone-azote-oxygène (CNO). Cette série de réactions ne produit que 1% de l’énergie libérée par le Soleil, le reste provenant d’une chaîne de réactions entre protons. Néanmoins, leur observation était indispensable pour valider les mécanismes décrivant le fonctionnement interne du soleil. D’autant plus que ce cycle deviendrait majoritaire dans les étoiles à partir de 1,3 masse solaire.

Les neutrinos, témoins fugaces des réactions de fusion au coeur du Soleil

Le cycle CNO a été théorisé en 1938 par le physicien allemand Richard von Weizsäcker, et surtout l’Américain Hans Bethe (prix Nobel de physique en 1967). Lors de ce cycle comprenant plusieurs réactions impliquant de l’azote et de l’oxygène, le carbone servant de catalyseur, quatre protons fusionnent en un noyau d’hélium et de l’énergie est libérée. Des neutrinos sont également produits et expédiés dans l’espace. Ce qui en fait les seuls “témoins” de ces réactions qui se déroulent au cœur de notre étoile.

Seulement, ces neutrinos (“petits neutres” en italien) sont très délicats à observer car comme tous les neutrinos, leur masse est infime. En plus, ceux émis lors de ce cycle ne possèdent qu’une faible énergie. Leur détection nécessite donc de se débarrasser de tout bruit parasite qui masquerait la faible manifestation des neutrinos. Voilà pourquoi l’expérience a été conçue comme un gigantesque oignon, des couches successives isolant le détecteur proprement dit. L'ensemble est installé sous un kilomètre de roches à Gran Sasso, dans les Abruzzes (Italie) et fonctionne depuis 2007.