El CSIC colidera un proyecto ERC Synergy que busca revolucionar la comprensión actual del Sol

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha recibido una subvención ERC Synergy del Consejo Europeo de Investigación (ERC) para un proyecto que colidera junto a científicos y científicas de otras instituciones europeas y que busca revolucionar la comprensión actual del Sol. Dotado con un presupuesto de 14.000.000 de euros, LUNANOVA eliminará la incertidumbre presente actualmente en la física nuclear en cuanto al modelo solar.

El proyecto LUNANOVA está liderado por Daniel Bemmerer del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR; coordinador), en Alemania; Alba Formicola del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia (INFN), Gianluca Imbriani de la Universidad de Nápoles Federico II, ambos en Italia; y Aldo Serenelli, director del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) en España. Las ERC Synergy Grant subvencionan colaboraciones entre equipos científicos que colaboran para resolver problemas de investigación ambiciosos y complejos que no podrían ser abordados individualmente.

El Sol que conocemos

En el interior de nuestro Sol, las reacciones nucleares fusionan hidrógeno, el elemento químico más ligero, para formar helio, el segundo más ligero. Estos procesos de fusión y sus implicaciones se describen en el llamado modelo solar estándar. Este modelo es la base para comprender miles de estrellas similares al Sol. En el caso del Sol, el modelo puede validarse mediante observaciones de neutrinos solares, ondas sísmicas en la superficie solar y la abundancia de elementos en la atmósfera solar.

Sin embargo, existe un problema sorprendente: el modelo computacional de nuestro Sol es mucho menos preciso que estas observaciones tan difíciles. En sentido figurado, el modelo solar se sostiene sobre su cabeza (las observaciones), no sobre sus pies (la teoría física). Una razón fundamental de este problema reside en las incertidumbres de la física nuclear.

Hacia un nuevo modelo del Sol

A partir de 2026, LUNANOVA se propone resolver este problema. Los cuatro científicos principales y sus equipos realizarán experimentos con aceleradores en las profundidades del subsuelo en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia; en el laboratorio Felsenkeller de Dresde y en otros laboratorios de Alemania e Italia. Estudiarán las reacciones de fusión solar. El grupo interpretará sus datos primero en el contexto nuclear y, posteriormente, en el contexto solar y el contexto astrofísico, lo que servirá de base para desarrollar un modelo solar completamente nuevo. A lo largo de seis años, LUNANOVA eliminará la incertidumbre presente actualmente en la física nuclear en cuanto al modelo solar.

“LUNANOVA llega en el momento oportuno. PLATO, la misión M3 de la ESA para la búsqueda de planetas y la caracterización asterosísmica de estrellas similares al Sol, se lanzará a finales de 2026, y gran parte de su programa científico principal se centra en estrellas ligeramente más masivas que el Sol, el lugar idóneo donde las reacciones nucleares que constituyen el núcleo científico de LUNANOVA cobran mayor importancia”, afirma Aldo Serenelli, investigador del ICE-CSIC y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).

En el ICE-CSIC, Serenelli liderará los esfuerzos de modelado solar y estelar, en constante colaboración con los experimentos de reacciones nucleares de Gran Sasso, Felsenkeller y otros laboratorios. Al eliminar las secciones eficaces nucleares como una incógnita presente en los modelos solares y estelares, LUNANOVA abrirá el camino a una nueva comprensión cualitativa de la física del interior solar y estelar.

“Además, los experimentos de detección de neutrinos y [de detección] directa de materia oscura que se están desarrollando proporcionarán medidas precisas de los flujos de neutrinos solares que, combinadas con la nueva generación de modelos solares procedentes de LUNANOVA, ofrecerán información sin precedentes sobre la composición solar, el criterio para la mayoría de las medidas de abundancia química cósmica, las opacidades radiativas en condiciones no alcanzables en laboratorios terrestres y los procesos de mezcla en las estrellas”, concluye Serenelli.

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