Come ogni stella nel suo fiore all’occhiello, il sole consiste principalmente di atomi di idrogeno che si fondono due a due in elio, scatenando un’immensa energia nel processo. Ma è la piccola concentrazione del sole di elementi più pesanti, che gli astronomi chiamano metalli, che controlla il suo destino. ” Anche una piccolissima frazione di metalli è sufficiente per alterare completamente il comportamento di una stella”, ha spiegato Sunny Vagnozzi, fisico dell’Università di Stoccolma in Svezia che studia la” metallicità ” del sole., Più una stella è metallica, più è opaca (poiché i metalli assorbono le radiazioni) e quanto è opaca a sua volta si riferisce alle sue dimensioni, temperatura, luminosità, durata della vita e altre proprietà chiave. “La metallicità fondamentalmente ti dice anche come la stella morirà”, ha detto Vagnozzi.
Ma la metallicità del sole, oltre a rivelare la propria storia, serve anche come una sorta di metro per calibrare le misurazioni della metallicità di tutte le altre stelle, e quindi le età, le temperature e altre proprietà di stelle, galassie e tutto il resto., ” Se cambiamo il metro solare, automaticamente significa che la nostra comprensione del cosmo deve cambiare”, ha detto Martin Asplund, astrofisico presso l’Australian National University. “Quindi avere una conoscenza accurata della composizione chimica solare è estremamente importante.”
Tuttavia, misurazioni sempre più precise della metallicità del sole hanno sollevato più domande di quante non abbiano risposto., L’incapacità degli astronomi di risolvere il mistero noto variamente come metallicità solare, abbondanza solare, composizione solare o problema di modellazione solare suggerisce che potrebbe esserci “qualcosa di fondamentalmente sbagliato” nella loro comprensione del sole, e quindi di tutte le stelle, ha detto Vagnozzi. “Sarebbe enorme.”
Venti anni fa, gli astronomi pensavano di avere il sole ordinato. Modi diretti e indiretti di dedurre la sua metallicità sia misurato il sole come circa 1.,8 percent metal – una felice convergenza che li ha portati a credere di aver capito non solo la lunghezza del loro metro solare, ma anche come funziona il sole. Tuttavia, nel corso degli anni 2000, misurazioni spettroscopiche sempre più precise della luce solare — una sonda diretta della composizione del sole, poiché ogni elemento crea linee di assorbimento rivelatrici nello spettro — hanno indicato una metallicità molto più bassa di appena l ‘ 1,3%., Nel frattempo, l’eliosismologia, l’approccio indiretto concorrente per inferire la metallicità in base al modo in cui le onde sonore di diverse frequenze si propagano attraverso l’interno del sole, ha detto ancora 1,8 per cento.
Ma se la teoria del sole degli astronomi, chiamata “modello solare standard”, è corretta, la spettroscopia e l’eliosismologia dovrebbero essere d’accordo. Cioè, gli astronomi dovrebbero essere in grado di utilizzare le misurazioni eliosismologiche per calcolare la profondità di un importante strato limite nel sole in cui la radiazione lascia il posto alla convezione., E questa profondità si riferisce, secondo le equazioni, all’opacità del sole, e quindi alla sua metallicità. Questa sequenza di calcoli dovrebbe prevedere lo stesso valore per la metallicità degli spettroscopi che misurano direttamente dalla luce solare. Non è così.
“Questo è un problema non solo per la fisica solare, ma per estensione per l’astronomia nel suo complesso”, ha detto Asplund, che ha guidato il team dietro le precise misurazioni spettroscopiche., “O gli astronomi non capiscono come misurare l’abbondanza elementare delle stelle usando la spettroscopia, o la nostra comprensione degli interni delle stelle e di come oscillano è incompleta”, ha detto. “In entrambi i casi, ha importanti ramificazioni, dal momento che le stelle sono le sonde fondamentali del cosmo, con l’astrofisica stellare che fornisce gran parte delle basi per l’astronomia e la cosmologia moderne.”