研究显示太阳含银量比此前预估高55%

 

   7月17日,一篇发表在《天文学和天体物理学》杂志上的论文,悄悄修正了太阳的“元素账本”。瑞典乌普萨拉大学的科学家们,通过一套更精确的太阳大气模型,重新计算了太阳的银含量——结论是:太阳所蕴藏的银,比此前预估多出整整55%


 

一、天文学界一直有个困扰已久的“银缺失”之谜

 

   太阳和绝大多数恒星一样,几乎完全由氢和氦构成,仅有1.5% 的质量属于碳、铁、银这类重元素。这些痕量元素就像宇宙的“化石”,记录了银河系的化学演化历史。

   但过去几十年,科学家们在测定太阳的银含量时,一直遇到一个矛盾:太阳中测得的银含量,明显低于原始陨石中的银含量。而太阳与这些陨石,是46亿年前由同一团气体尘埃云孕育而成的。同样的“原料”,同样的“出生时间”,为什么银的含量对不上?


 

研究显示太阳含银量比此前预估高55%


 

二、答案藏在太阳的“指纹”里——光谱线的解读方式错了

 

   为了确定太阳的成分,科学家们用光谱学剖析太阳光。太阳大气中的原子会吸收特定波长的光,在光谱上留下暗色的吸收线,这些线如同元素的“指纹”。将观测到的“指纹”与大气模型比对,就能算出元素的丰度。

   问题出在模型上。此前的估算建立在简化模型之上,假设银原子处于“局部热力学平衡”状态。乌普萨拉大学的团队构建了一幅更真实的图景——一个三维的、动态的太阳大气模型。他们融入了改进的原子物理计算,精准捕捉银原子与光及其他粒子的相互作用。最关键的是,新的计算模型纳入了非平衡效应——也就是说,光本身会反过来影响产生暗吸收线的那些银原子。


 

研究显示太阳含银量比此前预估高55%


 

三、55%的差距,消弭了46亿年的分歧

 

   当团队用这个更真实的模型重新解读太阳的光谱时,结果发生了显著变化——太阳的银含量比此前预估高出55%。新的银丰度数值,与46亿年前形成的原始陨石中的银含量高度吻合。此前一直困扰学界的“银缺失”矛盾,就此被解开。

   项目负责人、乌普萨拉大学博士研究生Sema Caliskan表示:“太阳是天文学的关键基准标尺,关于其成分的新知识对理解其他恒星、行星乃至宇宙万物都至关重要。”研究团队接下来计划将同样的方法应用于其他恒星,追踪银在宇宙中如何形成、如何在银河系中随时间分布。

   计算借助了瑞典国家超级计算机中心的Tetralith超级计算机完成。这是此类方法首次被用于分析太阳中的银含量。

   当银的丰度与陨石兄弟终于对齐,太阳的元素账本被修正的不仅是一个数字——它让天文学家手中的基准标尺变得更精确了一点。而46亿年前那团孕育了太阳和陨石的气体尘埃云,它的化学组成,如今被还原得更接近真实。


 

 

研究显示太阳含银量比此前预估高55%

    

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