Lorsqu'une étoile comme le Soleil épuise son hydrogène, elle se gonfle en géante rouge, et de l'hélium s'accumule dans son noyau. À un moment donné, l'hélium s'embrase : en quelques secondes, il libère autant d'énergie que l'étoile en a rayonné pendant des milliers d'années. C'est ce qu'on appelle le flash de l'hélium.
Pendant ce flash, un flux de neutrinos est émis — des particules que la matière arrête à peine. Une partie d'entre elles provient de la désintégration du fluor-18, et elles ont une énergie bien précise : 1,7 MeV. Si l'on pouvait détecter ces neutrinos, on pourrait « entendre » le flash directement.
Pour l'instant, les géantes rouges les plus proches sont trop loin, et les flashes ne se produisent que quelques fois par an dans toute la Galaxie. Aussi les astronomes continuent-ils d'étudier les flashes d'hélium indirectement, en observant les vibrations de la surface des étoiles, comme les sismologues écoutent les tremblements de terre.
Mais si un jour un détecteur capte ce fameux signal neutrino, nous verrons pour la première fois s'allumer le cœur d'une vieille étoile.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais 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.
Le flash de l'hélium dure environ une journée, mais pendant ce temps, il libère plus d'énergie que le Soleil n'en émet en plusieurs milliers d'années.