Svět je plný záhad, ale ne všechny jsou velké. Jistě, nevíme Co vlastně mysl nebo co vnitřek černé díry Vypadá to. Ale v malých detailech se také skrývá mnoho záhad.
Například nevíme, proč je železo uvnitř slunce tak neprůhledné.
Pevné železné předměty jsou všude kolem nás. Používají se k výrobě kliků, kuchyňského náčiní, nábytku, vodních nádrží – nejrůznějších věcí. A všichni jsou neprůhlední. Když světlo zasáhne železné objekt, nemůže projít. Místo toho se některé z nich absorbují a některé z nich jsou rozptýleny. Jak moc světla se objekt absorbuje, nazývá se jeho neprůhlednost: čím více absorbuje, tím více je neprůhledný.
Ironova neprůhlednost není při výrobě kliky důležitým detailem, ale když mluvíme o slunci, důsledky jsou prakticky kosmické.
Motory vesmíru
Slunce je hvězda nejblíže Zemi, a proto lidé nejvíce studovali. Hodně toho, co víme, nebo si myslíme, že víme, o různých druzích hvězd pochází ze studia Slunce.
To platí na dvou úrovních. Za prvé: Vědci vyvinuli různé teorie, aby vysvětlili Sluneční vlastnosti. Po mnoho desetiletí namířili dalekohledy, detektory a antény při emisích z hvězdy, aby zachytili elektromagnetické záření, nabité částice, teplo atd. A porovnat data s každou teorií. Poté eliminovali teorie, které nesouhlasily s údaji a zdokonalily ty, které to udělaly.
Na druhé úrovni je slunce jen jedním druhem hvězdy; Vesmír má mnoho druhů. K pochopení jejich vlastností vědci použili teorie k vytváření modelů, které je „simulují“. Tyto vlastnosti zahrnují generování tepla a energie a jejich pohyb hvězdou, magnetické pole hvězdy, jeho rotaci a otřesy na jeho povrchu, vývoj hvězdné atmosféry, tvorbu slunečních skvrn a světlic a účinky těchto změn na téměř hvězdný prostor.
Hvězdy jsou motory vesmíru: Nerozumíme vesmíru, pokud nechápeme, jak hvězdy fungují. Když se vytvoří hvězdy, umožňují planetám kolem nich, které následně dodávají světlem, srdcem a ochranným magnetickým štítkem. (Někdy dodají příliš mnoho nebo příliš málo: Vědci našli více než několik exoplanet smažených svými hostitelskými hvězdami nebo se proměnili v obří ledové koule.)
Jejich mše odkloní asteroidy a komety a jejich světlice povzbuzují blízké plynové mraky a zvyšují tvorbu dalších hvězd. Když hvězda zemře, v závislosti na způsobu smrti uvolňuje do vesmíru hojné množství kovů a dalších prvků, které nejsou vyrobeny v žádném jiném přirozeném procesu.
Tato rozmanitost efektů znamená, že vlastnosti hvězd ovlivňují tvorbu hvězd, galaxií, struktury vesmíru a její vývoj. Vědecké modely tak mohou simulovat všechny tyto věci, pokud dostanou správné vlastnosti hvězd a zde leží rub.
Až o 400% vyšší
Řada nezávislých studií až do poloviny roku 2010 uvedla, že na slunci se zdálo, že je o 30-50% méně uhlíkového, kyslíku a dusíku, než jaké modely předpovídaly.
Tyto modely nelze snadné vyladit novými daty. Byli schopni úspěšně předvídat některé věci, jako je současný jas a kolik jaderné fúze neutrin v jádru Slunce produkuje každou sekundu. Modely se také staly tak komplikovanými, že mohou běžet pouze na nejsilnějších superpočítačích. Když čelili nesrovnalosti, modeláři měli podezření, že jsou způsobeni problémy ve způsobu měření hojnosti prvků. Pokud jsou měření zlepšena, nesrovnalost by mohla zmizet, uvedli.
Ale pozoruhodný Studie zveřejněná v roce 2015 Nesouhlasil: Její autoři napsali, že nesoulad „by mohl být vyřešen, pokud by skutečná průměrná neprůhlednost pro solární vnitřní hmota byla zhruba o 15% vyšší, než se předpokládalo“.
Kolik energie prvek absorbuje uvnitř hvězdy, ovlivňuje teplotní profil hvězdy. Autoři tak navrhovali, že data modelů o neprůhlednosti prvků uvnitř slunce byly vypnuté. Aby podpořili svůj argument, podrobili plazmu obsahující železo na podmínky očekávané v hranici záření/konvekční zóny hvězdy, vrstvu asi 30% cesty od povrchu do jejího středu. Uvedli, že v závislosti na frekvenci radiačního zasažení bylo zjištěno, že Ironova neprůhlednost je o 30-400% vyšší, než se předpokládalo.
Tmavá stínu
Následné studie Upheld the Crux Z těchto zjištění: Tyto modely podceňovaly Iroovu neprůhlednost. Ve studii Publikováno 27. ledna V letošním roce vědci uvedli, že „profily neprůhlednosti“ různých prvků odvozených z helioseismických závěrů, tj. Na základě šíření zvuku na Slunci. Napsali: „Zjistili jsme, že naše seismická neprůhlednost je asi o 10% vyšší než teoretické hodnoty používané v současných solárních modelech kolem 2 milionů stupňů, ale nižší o 35% než některé nedávné dostupné teoretické hodnoty.“
Vědci, kteří se na modelech, které byly založeny na jejich teoriích, však museli být jisti, zda nejistoty v měření časově proměnlivých vlastností plazmy v těchto studiích mohou vysvětlit nesrovnalost.
Ve studii Publikováno 3. března v Fyzikální kontrolní dopisyVědci z USA a Francie uvedli, že tuto otázku provedli test a dospěli k závěru, že problém byl skutečně v teorii, nikoli v pozorovaných datech.
V Sandia National Laboratories v USA tým vystavil tenký vzorek železa rentgenovým paprskům a namířil spektrometry na rentgenový zdroj. Spektrometry pozorovaly rentgenový stín odlitý vzorkem železa. Tým také spojil spektrometry s ultrarychlými rentgenovými kamerami, které zaznamenaly změny v teplotě a hustotě částic více než miliardukrát za sekundu.
Tým ve svém příspěvku napsal: „Naše nová měření používají novou technologii k měření vývoje vzorků neprůhlednosti … Tato měření kvantifikují dopad časových gradientů na publikovaná filmově integrovaná data a jsou v rozporu s hypotézou, že časová evoluce by mohla vysvětlit publikované uznání modelu-data.“
„Mnoho dalších požadavků“
Výzvy studie nebyly triviální. Měření neprůhlednosti v podmínkách podobných slunci vyžaduje technologie, které donedávna neexistovaly. Aby se napodobovaly podmínky na slunci, musí být elektrony v plazmě pod napětím na nejméně 180 eV, zatímco jejich hustota přesahuje 30 000 miliard miliard částic na mililitr. Energie pocházela z rentgenového zdroje v Sandia.
Vzorek tenkého železa také obsahoval malé množství hořčíku jako stopora. Interakce hořčíku s rentgenem, jak je pozorováno ve spektrometru, umožnila týmu vypočítat energii a hustotu elektronů.
Tým odvodil krytí Iron na rentgenové paprsky na základě toho, jak silně absorboval záření. Čím silněji to bylo, tím tmavší stín, který by se vrhl do hodnot spektrometru. Tato „temnota“ se nazývá optická hloubka linie.
Příspěvek dodal: „Konečný přístup k vyřešení nesrovnalostí modelu-data zahrnuje měření neprůhlednosti železa jako funkce času. To však musí splňovat mnoho dalších požadavků, včetně absolutních měření přenosu, než zde uvedené optické hloubky linie a formální stanovení nejistoty, při měření plazmatických podmínek.“
„Takový přístup absolutní neprůhlednosti je v současné době předmětem vyšetřování,“ dodal tým.
Publikováno – 20. března 2025 05:30
