La physique des neutrinos solaires s'est calmée au cours de la dernière décennie. Bien que difficiles à détecter, ils fournissent la sonde la plus directe du cœur solaire. Une fois que les astronomes ont appris à les détecter et ont résolu le problème des neutrinos solaires, ils ont pu confirmer leur compréhension de la principale réaction nucléaire qui alimente le soleil, la réaction proton-proton (pp). Mais maintenant, les astronomes ont pour la première fois détecté les neutrinos d'une autre réaction nucléaire beaucoup plus rare, la réaction proton-électron-proton (pep).
À un moment donné, plusieurs processus de fusion distincts convertissent l'hydrogène du Soleil en hélium, créant de l'énergie comme sous-produit. La réaction principale nécessite la formation de deutérium (hydrogène avec un neutron supplémentaire dans le noyau) comme première étape d'une série d'événements qui conduit à la création d'hélium stable. Cela se produit généralement par la fusion de deux protons qui éjectent un positron, un neutrino et un photon. Cependant, les physiciens nucléaires ont prédit une autre méthode pour créer le deutérium nécessaire. Dans celui-ci, un proton et un électron fusionnent d'abord, formant un neutron et un neutrino, puis ils se joignent à un deuxième proton. Sur la base de modèles solaires, ils ont prédit que seulement 0,23% de tout le deutérium serait créé par ce processus. Compte tenu de la nature déjà insaisissable des neutrinos, la diminution du taux de production a rendu ces neutrinos pep encore plus difficiles à détecter.
Bien qu'ils puissent être difficiles à détecter, les neutrinos pep se distinguent facilement de ceux créés par la réaction pp. La principale différence est l'énergie qu'ils transportent. Les neutrinos de la réaction pp ont une gamme d'énergie jusqu'à un maximum de 0,42 MeV, tandis que les neutrinos pep portent un 1,44 MeV très sélect.
Cependant, pour sélectionner ces neutrinos, l'équipe a dû nettoyer soigneusement les données des signaux des frappes de rayons cosmiques qui créent des muons qui pourraient ensuite interagir avec le carbone à l'intérieur du détecteur pour générer un neutrino avec une énergie similaire qui pourrait créer un faux positif. De plus, ce processus créerait également un neutron libre. Pour les éliminer, l'équipe a rejeté tous les signaux de neutrinos qui se sont produits dans un court laps de temps suite à la détection d'un neutron libre. Dans l'ensemble, cela indique que le détecteur a reçu 4 300 muons qui le traversent par jour, ce qui générerait 27 neutrons pour 100 tonnes de liquide du détecteur et, de même, 27 faux positifs.
En supprimant ces détections, l'équipe a toujours trouvé un signal de neutrinos avec l'énergie appropriée et l'a utilisée pour estimer la quantité totale de neutrinos pep circulant à travers chaque centimètre carré à environ 1,6 milliard par seconde, ce qu'ils notent est en accord avec les prédictions faites par le modèle standard utilisé pour décrire le fonctionnement intérieur du Soleil.
En plus de confirmer la compréhension des astronomes sur les processus qui alimentent le Soleil, cette découverte impose également des contraintes sur un autre processus de fusion, le cycle CNO. Bien que ce processus devrait être mineur au Soleil (ne produisant que ~ 2% de tout l'hélium produit), il devrait être plus efficace dans les étoiles plus chaudes et plus massives et dominer dans les étoiles avec 50% plus de masse que le Soleil. Une meilleure compréhension des limites de ce processus aiderait également les astronomes à clarifier le fonctionnement de ces étoiles.
