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我们将太阳的寿命高估了10亿年

作者:二八杠技巧 发布时间:2020年06月29日 浏览: 1455
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我们赖以生存的不仅仅是地球,还有距离我们 1.5 亿公里的太阳。这颗带给我们光和热的恒星,也给天文学家们带来了一个又一个谜团。明白太阳的化学成分和运作原理并不如想象中容易,一步走错,满盘皆输,影响会延伸到宇宙的每个角落。提前10亿年走向死亡的太阳,推翻的将不仅是一个理论……

掌握太阳命运的 金属

与任何一颗鼎盛时期的恒星一样,太阳主要由氢和氦组成,氢原子两两聚变形成氦,释放出巨大的能量。太阳中的重元素,即金属含量虽微,却掌控着太阳的命运。

瑞典斯德哥尔摩大学研究太阳 金属丰度 的物理学家萨尼·瓦尼奥奇解释道: 极少量的金属就足以彻底改变恒星的行为。

恒星的金属丰度越高,不透明度就越高。恒星的不透明程度反过来又与它的大小、温度、亮度、寿命等其他主要性质有关。瓦尼奥奇说: 金属丰度基本上也能告诉你这颗恒星将如何死去。

但是太阳的金属丰度,除了揭示它自己的故事,还能够作为一种衡量其他恒星金属丰度的标尺,一窥宇宙中恒星、星系和其他一切星际物质的性质,比如年龄和温度。

澳大利亚国立大学的天体物理学家马丁·阿斯普朗德说道: 如果我们对这把标尺做出了修正,就意味着我们对整个宇宙的理解也必须改变。因此对太阳化学成分的准确掌握极为重要。

相去甚远的测量结果

然而,随着对太阳金属丰度的测量越来越精准,所得数据在解答天文学家相关疑问的同时,也给引发了更多的问题。

天文学家无法解释诸如太阳的金属丰度、物质含量、化学成分、模型建立问题等谜团,这意味着他们之前对太阳,乃至对所有恒星的理解可能都存在着 根本性偏差 。

瓦尼奥奇认为: 后果将无法设想。

二十年前,天文学家自认为对太阳的理解足够充分,直接和间接的测量结果都表明,太阳的金属丰度在 1.8% 左右,多么令人欣慰的一致啊,天文学家们因此相信,他们不仅掌握了太阳这把标尺的 长度 ,更明晰了太阳运作的秘密。

但从 2020年至今,越来越精确的太阳光谱测量,即太阳成分的直接探测表明,太阳的金属丰度仅有 1.3%,远低于之前的的测量结果。

太阳光谱

而与此同时,日震学作为一种间接测量方法,基于不同频率声波在太阳内部传播的方式,推断出太阳的金属丰度仍为 1.8%。

两种方法所得的结果竟相去甚远。

争论陷入僵局

如果天文学家提出的太阳理论,即 标准太阳模型 是正确的,那光谱学和日震学结果就应该一致,也就是说,利用日震学测量应该能计算出太阳中对流大于辐射的边界层深度。根据方程式,这一深度与不透明度相关,进而计算出太阳的金属丰度。这一系列的计算结果,应该与太阳光谱测量的直接测量所得金属丰度结果相同。

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