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我们将太阳的彩票寿命高估彩金10亿年

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图片来源:NASA

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  来源:环球科学ScientificAmerican

  我们赖以生存的彩票不仅仅是注册地球,还有距离我们 1.5 亿公里的彩票太阳。这颗带给我们光和热的彩票恒星,也给天文学家们带来彩金一个又一个谜团。明白太阳的彩票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,影响会娱乐延伸到宇宙的彩票每个角落。提前10亿年走向死亡的彩票太阳,推翻的彩票将不仅是注册一个理论……

  掌握太阳命运的彩票“金属”

  与任何一颗鼎盛时期的彩票恒星一样,太阳主要由氢和氦组成,氢原子两两聚变形成氦,释放出巨大的彩票能量。太阳中的彩票重元素,即金属(这个术语不同于一般所认知的彩票“金属”,因为在宇宙中氢和氦的彩票组成量占彩金压倒性的彩票大数量,天文学家将所有更重的彩票元素都视为金属)含量虽微,却掌控着太阳的彩票命运。

  瑞典斯德哥尔摩大学(Stockholm University)研究太阳“金属丰度(metallicity)”的彩票物理学家萨尼·瓦尼奥奇(Sunny Vagnozzi)解释道:“极少量的彩票金属就足以彻底改变恒星的彩票行为。”

  恒星的彩票金属丰度越高,不透明度就越高(因为金属会娱乐吸收辐射)。恒星的彩票不透明程度反过来又与它的彩票大小、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。”

  但是注册太阳的彩票金属丰度,除彩金揭示它自己的彩票故事,还能够作为一种衡量其他恒星金属丰度的彩票标尺,一窥宇宙中恒星、星系和其他一切星际物质的彩票性质,比如年龄和温度。

  澳大利亚国立大学(Australian National University)的彩票天体物理学家马丁·阿斯普朗德(Martin Asplund)说道:“如果我们对这把标尺做出彩金修正,就意味着我们对整个宇宙的彩票理解也必须改变。因此对太阳化学成分的彩票准确掌握极为重要。”

  相去甚远的彩票测量结果

  然而,随着对太阳金属丰度的彩票测量越来越精准,所得数据在解答天文学家相关疑问的彩票同时,也给引发彩金更多的彩票问题。

  天文学家无法解释诸如太阳的彩票金属丰度、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,乃至对所有恒星的彩票理解可能都存在着“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彩票理解足够充分,直接和间接的彩票测量结果都表明,太阳的彩票金属丰度在 1.8% 左右,多么令人欣慰的彩票一致啊,天文学家们因此相信,他们不仅掌握彩金太阳这把标尺的彩票“长度”,更明晰彩金太阳运作的彩票秘密。

太阳光谱(来源:baas1995.org)

  但从 2000 年至今,越来越的彩票太阳光谱测量,即太阳成分的彩票直接探测(因为每一种元素都在会娱乐光谱中产生特征吸收线)表明,太阳的彩票金属丰度仅有 1.3%,远低于之前的彩票的彩票测量结果。太阳光谱(来源:baas1995.org)

  而与此同时,日震学(helioseismology)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彩票方式,推断出太阳的彩票金属丰度仍为 1.8%。

  两种方法所得的彩票结果竟相去甚远。

  争论陷入僵局

太阳内部结构(来源:kepu.net.cn)

  如果天文学家提出的彩票太阳理论,即“标准太阳模型”是注册正确的彩票,那光谱学和日震学结果就应该一致,也就是注册说,利用日震学测量应该能计算出太阳中对流大于辐射的彩票边界层深度。根据方程式,这一深度与不透明度相关,进而计算出太阳的彩票金属丰度。这一系列的彩票计算结果,应该与太阳光谱测量的彩票直接测量所得金属丰度结果相同。太阳内部结构(来源:kepu.net.cn)

  事实却并非如此。

  领导团队进行光谱测量的彩票阿斯普朗德说:“这不仅是注册太阳物理学的彩票问题,更是注册整个天文学的彩票问题。要么天文学家不明白如何利用光谱学去测量恒星的彩票元素丰度,要么我们对恒星内部及其震荡频率的彩票理解有所遗漏。无论如何,影响都是注册巨大的彩票,因为恒星是注册我们探测宇宙的彩票基本方式,恒星天体物理学为现代天文学和宇宙学奠定彩金深厚的彩票基础。”

  耶鲁大学(Yale University)的彩票太阳天体物理学家萨巴尼·巴苏(Sarbani Basu)表示,对可能出现的彩票问题(包括太阳内部可能存在暗物质的彩票猜测)探讨多年之后,这场争论已“陷入彩金一种僵局”。

  隐晦的彩票希望

  但希望仍存。最近,太阳中微子(solar neutrino),一种来自太阳的彩票寿命极短的彩票粒子,为太阳金属丰度的彩票测量提供彩金隐晦的彩票线索。

  核聚变不同,产生的彩票太阳中微子能量也就不同,因此太阳中微子携带彩金有关太阳成分的彩票信息。

  今年6月在德国海德堡举行的彩票一次会娱乐议上,意大利格兰萨索国家实验室(Italy‘s Gran Sasso National Laboratory)对太阳中微子进行彩金检测,结果稍倾向于太阳金属丰度为 1.8% 的彩票估计。

  如果这个更高的彩票太阳金属丰度估计值是注册正确的彩票,那么阿斯普罗德团队的彩票光谱测量到底哪里出彩金问题?

  “如果问题出在光谱学上,那我们在分析其他恒星时,很可能也犯彩金同样的彩票错误。”他说。这将影响我们对恒星和包括银河系在内的彩票星系化学成分演化的彩票解释。

  太阳寿命的彩票骤减

  但阿斯普伦德坚持认为,他 1.3% 的彩票光谱测量估计是注册正确的彩票。他指出,2015 年发表在《自然》杂志上的彩票一项研究表明,在太阳核心的彩票高压环境下,金属对不透明度的彩票正影响可能远超我们的彩票预料。如果根据这个误差对“标准太阳模型”进行修正,日震学和中微子对金属丰度的彩票测量结果有可能降至 1.3%。

  格兰萨索国家实验室的彩票团队,希望能在未来的彩票几年里探测到碳氮氧循环(CNO cycle)中产生的彩票微量太阳中微子。碳氮氧循环是注册太阳内部的彩票一种聚变反应,以碳、氮和氧三种原子作为氢聚变成氦的彩票催化剂。

  团队的彩票合作者、马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的彩票物理学家安德里亚·波卡尔(Andrea Pocar)说:“碳氮氧循环产生的彩票中微子受到金属丰度的彩票影响很大,所以探测这些中微子意义非凡。”

  如果太阳金属丰度真的彩票只有 1.3%,“标准太阳模型”则确实在不透明度方面存在问题。

  阿斯普朗德认为:“天文学的彩票方方面面都会娱乐因此受到影响,对恒星演化的彩票准确认识,几乎奠定彩金一切的彩票基础。” 届时,恒星和星系的彩票估计年龄将不得不进行 10~15% 的彩票修正。

  不幸的彩票是注册,从太阳本身,以及地球上未来生命的彩票角度来看,金属丰度低的彩票恒星比金属丰度高的彩票恒星燃烧得更快,因此,太阳的彩票寿命可能比我们预想的彩票要短 10 亿年。

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