천문학자들은 여전히 없을 정확히 알고 태양이 만든

으로 천문학자들은 시선으로 공간의 깊이,그들은 그렇게 불안한다:그들은 정확히 알고하지 않은 무엇이 우주가 만들어집니다.

그냥 진정한 자연의 어두운 문제는 그들을 간다,그래서는 본질의 별을 얼룩 하늘을 채우려고 많은 은하실 수 있습니다., 놀랍게도,아무도 알고있는 별의 정확한 화학적 조성:얼마나 많은 탄소,질소 및 산소 원자 그들은 상대적으로 수소,가장 일반적인 요소입니다.

이러한 숫자는 매우 중요하기 때문에,그들은 어떻게 영향을 미칠 stars 죽고,어떤 종류 행성의 형태와는 방법도 쉽게 생명이 발생할 수 있습에서 다른 세계에 있다는 것입니다.

20 년 전,천문학 자들은 그들이 작업 한 숫자에 자신감을 나타 냈습니다. 자,그다지 많지 않습니다. 문제는 우주의 먼 구석이 아니라 집에 훨씬 더 가깝습니다. 놀랍게도 과학자들은 태양이 무엇으로 만들어 졌는지 정확히 알지 못합니다., 그 결과,그들은 다른 별들도 무엇으로 만들어 졌는지 알지 못합니다.

“태양은 근본적인 야드스틱”이라고 독일 Garching 의 Max Planck 천체 물리학 연구소의 천체 물리학 자 Martin Asplund 는 말합니다. “우리는 결정의 풍부한 특정 요소에서 호텔이나 갤럭시 또는 가스 구름 어디서나 우주에서,우리가 사용하는 일 기준점으로.”

그건 의미가 있습니다. 태양은 태양계 질량의 99.86 퍼센트를 구성합니다., 모든 여론 조사자는 협의 동일한 비율의 유권자들이 아무런 문제가 없을 것입니다 예측의 결과는 다음에 선거가 있습니다.

은하수에있는 태양의 위치는 또한 전체 은하계의 좋은 대표자가됩니다. 로 정치적 견해에서 다시 핵심을 시골에,그래서 별의 나타났는데 변경 은하 중심에서 가장자리에,그리고 태양에서 일어나는 완벽한 위치에 대한 중간에서는 은하수 중심의 가장자리 디스크의 별—하는 샘플이 있다.,

무엇보다 가장 별에서 우주에 거주하는 거대한 은하수 같은 은하게 만드는 태양한 판 전체 우주.

게다가 태양은 너무 밝아서 천문학 자들은 빛의 세부 사항을 절묘한 정밀도로 연구 할 수 있습니다. 그것은 그들이 태양의 화학 원소의 정확한 풍부함을 결정할 수있게해야합니다.

한 세기 천문학자들은 판단 stars 정상 또는지 여부를보고 그들의 화학적 조성에 일치하는 태양의. 대부분의 별 근처 우리에게 하며 일부는 하지 않습니다.,

이 문서에서는 태양의 화학적 조성에 의해 Asplund 및에서 그의 동료는 2009 년을 매년 검토 천문학과 천체 물리학을 얻고있 4,000 명 이상의 학문적 인용문에서 동료 과학자들:천문학자들은 지속적으로 비교한 별과 은하게 점화하지 않는다. 그것은 보편적 인 표준입니다.

그러나 Asplund 의 작품은 논란의 여지가있다. 그와 그의 동료가 사용되는 새로운 모델을 분석하는 햇빛을 찾을 획기적으로 낮은 수준의 가장 일반적인 중소에서 태양 포탄소 및 산소에 비해 이전을 계산합니다., (천문학 자들은 헬륨보다 무거운 대부분의 원소를”무겁다.”)Asplund 의 작업에 따라서는 것을 의미 다른 스타와 실제로 우주 전체가 훨씬 작은 양의 무거운 요소보다 이전에 생각했다.

산소를 섭취하십시오. “이것은 우주에서 가장 풍부한 무거운 원소입니다.”라고 오하이오 주립 대학의 천문학자인 Marc Pinsonneault 는 말합니다., 그들은 태양의 내부의 관측과 충돌로 이어질 때문에 그는 Asplund 의 숫자의 비평가왔다.태양은 우리가 실제로 얼마나 많은 산소가 있는지를 측정하는 유일한 방법 중 하나입니다. 그렇다면 Asplund 가 올바른다 것을 의미가 40%미만의 산소에 우주의 기간이기 때문에,우리의 모든 측정값을 얻을 곱하여는 우리가 무엇을 가한 태양,”Pinsonneault 말한다.

논쟁은 20 년 동안 견뎌 왔으며 어느 쪽도 다른 쪽에게 굴복하지 않았습니다. “우리는 발견하지 않았 아직 답변을”라고 카타리나 Lodders,a cosmochemist 워싱턴 대학교에서트, 운석에서 풍요 로움을 점화하고 좌절 오랜 분쟁을 호출 루이. “나는’우리가 무엇을 놓치고 있는가?’는 과학자들에게 가장 큰 도전 중 하나입니다. 우리가 설명 할 수없는 것이 있다는 것을 어떻게 할 수 있습니까? 대답이 있어야합니다.”

Asplund 지지자들이 가지고있는 산소 및 기타 무거운 원소의 낮은 수준은 불확실성뿐만 아니라 문제를 야기했습니다. “나는 그것이 충돌로 이어질 것이라고 매우 일찍 의심했다”고 그는 말한다.

그러나 Asplund 와 Pinsonneault 는 모두 논쟁이 우호적이라고 말합니다., Asplund 는”우리는 과학적 해석에 매우 강하게 동의하지 않는다”면서”나중에 맥주를 마시 러 나가게되어 매우 기쁩니다.”

다행히도 현재와 미래의 다양한 실험이 마침내 문제를 해결할 수 있습니다.

산소:중요한 요소

논쟁에도 불구 하 고,모두에 기본 사항:태양의 중심으로 구성되어 수소 및 헬륨,두 개의 가벼운 요소입니다. 그것은 수소를 헬륨으로 전환시키는 핵 반응을 통해 그 중심에 에너지를 생성합니다. 그러나 Asplund 의 작업 때문에 다음으로 가장 풍부한 요소의 양은 모두 분쟁 중입니다.,그것은 대단히 중요합니다. 산소는 우주의 모든 무거운 원자의 거의 절반을 차지합니다. 이 원자의 대부분은 태양보다 훨씬 더 거대한 별에 대한 탄생을 추적합니다. 늦은 자신의 밝은 하지만 간단한 삶,이런 별 퓨즈 네 헬륨 핵 함께 산소이다. 별은 결국 폭발하여 생명을주는 요소를 멀리 촬영합니다. 단 하나의 초신성만으로도 태양 질량 이상의 산소를 배출 할 수 있습니다. 는 경우에는 산소 수준에서 태양을 따라서 우주 전체로 낮 Asplund 믿고,이러한 대규모 산소 생성 stars 되었다 훨씬 적은 다 된 것보다 생각했다.,

산소는 명백한 것과 그렇지 않은 방식으로 중요합니다. 명백한 것:우리는 호흡하기 위해 산소가 필요합니다. 덜 명백한 것:우리 발 아래의 암석에있는 원자의 절반 이상이 산소입니다. 그리고 그 요소는 우리 태양계의 모든 행성 형성에 중요한 역할을했습니다.,

산소의 중요한 중요성은 끝나지 않습니다. 결국,모든 물 분자에 산소 원자가 있습니다. “물 은 삶에 필수적입니다.”라고 로더는 말합니다. “물 생명체를 형성하는 데 필수적이었습니다.”그래서 산소도 물도 생명도 없습니다.

에는 변덕스러운 태양

광범위하지만,서서히 끓는 논쟁을 통해 태양의 풍부한 산소와는 다른 무거운 요소를 시작했다. 1990 년대 후반,Asplund 는 무거운 원소만을 가지고있는 고대 별을 연구하기를 원했습니다. 우선,그는 태양의 구성을 더 잘 확인하는 것이 현명하다고 생각했습니다.,

렇게하도록,그와 그의 동료들이 개발한 새로운 모델을 설명하는 태양 스펙트럼,색깔의 무지개를 우리의 스타이다. 다른 원소의 원자는 서로 다른 파장의 빛을 흡수하여 스펙트럼 선이라고 불리는 것을 생성합니다. 더 많은 원자의 특정한 요소에 존재하는 태양의 표면에 더 빛 원자 흡수와 더 강한 스펙트럼 라인. 이로써 스펙트럼 선은 태양의 주성분 인 수소에 상대적인 원소의 풍부함을 드러 낼 수있다.,

기 때문에 태양은 표준을 설정,과학자들 수 있는 비유적으로 표시 우주 전체에서 하나의 태양열:을 분석하여 태양한 스펙트럼,그들은 결정할 수 있는 비율로 수소,탄소,질소 및 산소 전체에 걸쳐 우주.

Asplund 의 새로운 모델은 이전 모델보다 훨씬 정교하여 단순화와 근사치를 피했습니다. “나는 이것이 태양 풍요 로움을 전혀 바꿀 것이라는 진정한 기대가 없었다”고 그는 말한다. “그것은 일종의 운 좋은 기회였습니다.”

그의 모델에서 우주의 4 가지 가장 풍부한 무거운 원소가 각각 큰 타격을 입었습니다. 20 년 전에 발표 된 숫자와 비교할 때,asplund 와 동료들의 2009 년 기사는 급격히 낮은 값을 권장했습니다., 새로운 모델은 태양에서 그리고 따라서 우주에서 추정 된 산소 수준을 무려 42%삭감했습니다. 생명의 또 다른 전제 조건 인 탄소는 26%하락한 반면 네온과 질소 수준은 각각 31%와 40%하락했다.

의 모든 계산,이러한 네 가지 요소 계정 대부분(88%에 Asplund 의 작업에서 좀 더 다른 숫자)의 모든 무거운 원자에서 우주도 있습니다. Asplund 가 옳았다면,우주는 아무도 생각했던 것보다 훨씬 적었습니다. 그리고 그것은 태양 내부의 모델에 큰 문제를 의미했습니다.,

안에는 태양

중 같은 요소 산소 변경하는 태양의 인테리어,을 흡수하기 때문으로 방사선 이상의 수령을 자랑하는쪽에서 바깥쪽으로 태양전지의 핵심 표면입니다. 를 사용하는 오래된 태양 나타났는데,천문학자들은 줄 알았는데 그들은 태양의 인테리어 냈,감사 기법으로 알려진 helioseismology. 우리 세계에 지진이 발생하는 것처럼 태양의 내부는 음파로 진동합니다. 그냥 지질학자들로부터 사용하여 지진해 추론의 구조는 지구상의 인테리어,그래서 진동이 리링을 통해 태양이 밝혀졌다 그 내면의 구조입니다.,

예를 들어,대부분에서는 태양의 인테리어,방사선의 반송 atom atom,천천히 들고 열 핵심에서 바깥쪽으로. 그러나 태양의 가장 바깥 쪽 부분에서는 산소와 같은 무거운 원소가 광자를 흡수하기 때문에 물질이 더 시원하고 불투명합니다. 이 불투명도는 광자가 거기에서 열을 페리 할 수 없다는 것을 의미합니다. 그 대신,공정이라는 대류에서 설정:뜨거운 가스 상승하는 태양의 표면에,열 방출,다음 냉각 및 싱크는 다시 아래로. 당신은 물 냄비를 끓일 때 비슷한 것을 봅니다.,

Helioseismology 는 태양의 방사 내부와 대류 봉투 사이의 경계 위치를 정확히 지적합니다. “음파의 결함으로 나타납니다.”라고 Pinsonneault 는 말합니다. 결과적으로,우리는이 경계가 태양 반경의 정확히 71.3 퍼센트에서 발생한다는 것을 알고 있습니다. 그러면 태양이 실제로는 더 적은 산소,탄소,네온 질소,다음 태양의 내부는 불투명한 미만 허용,방사선 수행하는 열에서 멀어질수록 태양의 중심,모순되 helioseismological 관찰., Pinsonneault 는 2011 년 토크에서 더 높은 산소 풍부도를 선호하는 곳에서”우리는 태양을 이해하지 못하거나 잘못되었습니다.

그래도 Pinsonneault 는 Asplund 의 새로운 모델이 이전 모델보다 우수하고 태양 풍부도의 재 결정성이 유효해야 함을 인정합니다. 한 가지로,Asplund 의 모델은 이전 작업이 무시했던 대류를 고려합니다. 그의 팀은 또한 인정되는 붉은 스펙트럼 선을 가정에서 일어나 산소가 실제로 조화의 산소 및 니켈을 빼서 니켈의 기여도가 낮은 산소가 풍부합니다.

문제의 대부분은 산소 원자 자체에서 유래합니다. “문제가되는 아이 일뿐입니다.”라고 Pinsonneault 는 말합니다., “항상 문제가되는 아이였습니다.”

그러나 일반적 산소,그것은 몇 가지 스펙트럼 선을 햇빛에서,모두의 하드를 분석하는,그래서 요소의 잎을 몇 가지 단서를 풍부. Pinsonneault 는”대조적으로 모두가 태양 철 풍부함에 동의합니다. 철분 분석을 위해 익은 스펙트럼 라인의 과다를 생성하기 때문이다.

Lodders 와 마찬가지로 Pinsonneault 는 겉으로보기에는 영원한 분쟁을 실망스럽게 부릅니다. “문제를 해결하기 위해 새로운 정보를 얻는 것이 놀라 울 정도로 어려웠습니다.”라고 그는 말합니다. “우리는 단지 이것을 깨뜨릴 수 있도록 새로운 데이터가 필요합니다.,”

태양 아래 새로운 것

다행히도 신선한 데이터가 곧 제공 될 것입니다. 실험실에서 물리학 자들은 태양 내부에서 우세한 뜨거운 온도에 복종하여 다른 원소의 불투명도를 측정 할 수 있습니다. 최근 몇년 사이에,과학자들은 구슬려 이러한 실험을 더 높은 온도 뜨거운 충분히 조사하는 조건에 유사한 사람들의 깊은 아래에 태양의 표면에서의 대류복사경계에서의 플라즈마 충분히 크고 오래 살았을 정확한 숫자입니다.,

2015 년 Sandia National Laboratories 의 실험 물리학자인 Jim Bailey 와 그의 동료들은 태양에서 철의 불투명도가 실제로 예상보다 높다고보고했습니다. “우리의 결과로 만든의 천문학이 지역 사회에 매우 행복,”그는 말하길,”그것이 의미하기 때문에 있는 적어도는 희망이 그들의 문제를 조화시키기 위해서 그들은 무엇을 생각하는 최고의 풍부한 견적과 이 표준 태양광 모델 가 helioseismology.”

베일리는 이제 산소에 관심을 돌 렸으며 3 년 만에 첫 번째 결과를 기대합니다., 는 경우 산소가 증명하는 것보다 더 불투명 현재 계산,다음은 태양이 필요하지 않으로 많은 요소를 유지하는 관찰되는 위치의 복사-대류 경계가 있습니다. 그것은 새로운 태양 풍요와 헬리오 시즘 사이의 불일치를 제거 할 수 있습니다.

한편 Asplund 와 Pinsonneault 는 또 다른 유망한 솔루션을 가리 킵니다. 태양의 핵심이 에너지를 생성함에 따라 중성미자,유령 입자를 방출하여 약 8 분 후에 지구에 도달합니다. 이러한 중성미자에 대한 지속적인 연구는 원소 풍부도를 추정하는 새로운 방법을 제공해야합니다., 특정 중성미자가 탄소,질소 및 산소를 촉매로 사용하여 수소를 헬륨으로 전환시키는 과정에서 발생하기 때문입니다.

이 CNO 사이클을 생성합의 약 1%태양 에너지 있지만,더 많은 탄소,질소 및 산소를 태양이며,더 많은 이러한 CNO 중성미자가 있어야 합니다. 6 년 전,물리학 자들은 이탈리아의 보렉시노 실험을 사용하여 태양의 주요 핵 반응에서 중성미자를 탐지했습니다., 이번 주 Borexino 연구자 발표는 이 같은 실험을 선택하 CNO 중성미자를 의미하는 시간의 문제 때까지 그들은 도움이 공개하고 태양 나타났는데.

최종 평결?

Lodders 는 희망의 또 다른 이유를 지적합니다. 옛날 옛적에,천문학 자들은 우주의 철 풍부함을 통해 주장했다:태양 스펙트럼은 운석이 한 것보다 다른 수준을 주었다. “오랫동안 큰 수수께끼였습니다.”라고 그녀는 말합니다. 토론이 끝났을 때 천문학자들이 사용되는 새로 측정되는 원자 매개변수에 대한 철 개정된 그들의 계산의 태양철 풍부,vindicating 의 meteoritic 결과입니다.,

Asplund 는 진행중인 불투명도 및 중성미자 실험이 논쟁을 해결할 것으로 기대합니다. “내가 없을 베팅하는 내 집에서 그것은,”그는 말하길,”그러나 나는 것이 매우 실망하지 않은 경우 실제로 대답이 무엇이에서 10 년의 시간입니다.”

이 기사는 원래 연례 리뷰에서 독립적 인 저널리즘 노력 인 Knowable Magazine 에 등장했습니다.피>