عندما ينفد الهيدروجين من نجمة مثل الشمس، تتمدد لتصبح عملاقًا أحمر، بينما يتراكم الهيليوم في نواتها. وفي لحظة ما، يشتعل الهيليوم — خلال ثوانٍ قليلة، تُطلق طاقة تعادل ما كانت النجمة تشعه على مدى آلاف السنين. وهذه هي ومضة الهيليوم.
أثناء الومضة، ينشأ تدفق من النيوترينوات — وهي جسيمات لا تكاد المادة تعيقها. ويتشكل جزء منها من اضمحلال الفلور-18، وتمتلك طاقة محددة بدقة — 1.7 ميغا إلكترون فولت. إذا التقطنا هذه النيوترينوات، يمكننا «سماع» الومضة مباشرة.
حاليًا، أقرب العمالقة الحمراء بعيدون جدًا، والومضات تحدث فقط بضع مرات في السنة عبر المجرة كلها. لذلك يواصل علماء الفلك دراسة ومضات الهيليوم بشكل غير مباشر — عبر اهتزاز سطح النجمة، كما يستمع علماء الزلازل إلى الزلازل.
لكن إذا التقط الكاشف يومًا تلك الإشارة النيوترينوية المميزة، فسنشهد لأول مرة كيف تشتعل نواة نجمة عجوز.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.15119
Low-mass stars ($$M\lesssim 2\,M_\odot$$) ignite helium under degenerate conditions, eventually causing a nuclear run-away -- the helium flash. The alpha-capture process on $$^{14}$$N produces a large amount of $$^{18}$$F, whose subsequent decay spawns an intense $$ u_e$$ burst (with average energy of $$0.38$$ MeV) lasting about a day. We show that, in addition, a strong $$1.7$$ MeV neutrino line is generated by electron capture on $$^{18}$$F. Detection is hindered by large backgrounds in state-of-the-art neutrino observatories, such as JUNO. In next-generation facilities, such as the Jinping neutrino experiment, the horizon for a detection with a local significance of $$3 \sigma$$ would be extended to almost $$3$$ pc. Although helium flashes occur a few times per year in our Galaxy, there are no stellar candidates approaching the tip of the red giant branch within $$10$$ pc. Hence, to date, asteroseismology remains the most promising tool for probing the most energetic thermonuclear event in the life of a low-mass star.
تستمر ومضة الهيليوم حوالي يوم، لكنها تطلق خلال ذلك طاقة أكبر مما تشعه الشمس خلال عدة آلاف من السنين.