zoals elke ster in zijn priemgetal bestaat de zon voornamelijk uit waterstofatomen die twee aan twee fuseren tot helium, waardoor immense energie vrijkomt. Maar het is de kleine concentratie van zwaardere elementen van de zon, die astronomen metalen noemen, die haar lot bepaalt. “Zelfs een zeer kleine fractie van metalen is voldoende om het gedrag van een ster volledig te veranderen”, legt Sunny Vagnozzi uit, een natuurkundige aan de Universiteit van Stockholm in Zweden die de” metalliciteit ” van de zon bestudeert., Hoe meer metallisch een ster, hoe ondoorzichtiger het is (omdat metalen straling absorberen), en hoe ondoorzichtig het is op zijn beurt betrekking heeft op zijn grootte, temperatuur, helderheid, levensduur en andere belangrijke eigenschappen. “Metalliciteit in principe vertelt je ook hoe de ster zal sterven,” zei Vagnozzi.
maar de metalliciteit van de zon, buiten het onthullen van zijn eigen verhaal, dient ook als een soort maatstaf voor het kalibreren van metingen van de metalliciteit van alle andere sterren, en dus de leeftijden, temperaturen en andere eigenschappen van sterren, sterrenstelsels en al het andere., “Als we de zonne-maatstaf veranderen, betekent het automatisch dat ons begrip van de kosmos moet veranderen,” zei Martin Asplund, een astrofysicus aan de Australian National University. “Een nauwkeurige kennis van de chemische samenstelling van zonne-energie is dus uiterst belangrijk.”
toch hebben steeds nauwkeurigere metingen van de metalliciteit van de zon meer vragen opgeroepen dan ze beantwoord hebben., Het onvermogen van astronomen om het mysterie op te lossen dat bekend staat als het probleem van de zonnemetalliciteit, de overvloed aan zonne-energie, de samenstelling van zonne-energie of de modellering van zonne-energie suggereert dat er “iets fundamenteel verkeerd” zou kunnen zijn met hun begrip van de zon, en dus van alle sterren, zei Vagnozzi. “Dat zou enorm zijn.”
twintig jaar geleden dachten astronomen dat ze de zon hadden gesorteerd. Directe en indirecte manieren om zijn metalliciteit af te leiden zowel gemeten de zon als ongeveer 1.,8 procent metaal – een gelukkige convergentie die hen deed geloven dat ze niet alleen de lengte van hun zonne-meetlat begrepen, maar ook hoe de zon werkt. Echter, gedurende de jaren 2000, steeds nauwkeurigere spectroscopische metingen van zonlicht — een directe sonde van de samenstelling van de zon, omdat elk element zorgt voor telltale absorptielijnen in het spectrum — wijzen op een veel lagere metalliciteit van slechts 1,3 procent., Ondertussen, helioseismologie, de concurrerende, indirecte benadering voor het afleiden metalliciteit gebaseerd op de manier waarop geluidsgolven van verschillende frequenties verspreiden door de binnenkant van de zon, nog steeds zei 1,8 procent.
maar als de theorie van astronomen over de zon, het “standaard zonnemodel” genoemd, correct is, zouden spectroscopie en helioseismologie het eens moeten zijn. Dat wil zeggen dat astronomen de helioseismologische metingen moeten kunnen gebruiken om de diepte te berekenen van een belangrijke grenslaag in de zon waar straling plaats maakt voor convectie., En deze diepte heeft, volgens de vergelijkingen, betrekking op de ondoorzichtigheid van de zon, en dus op haar metalliciteit. Deze reeks berekeningen zou dezelfde waarde voor de metalliciteit moeten voorspellen als spectroscopers die rechtstreeks vanuit zonlicht meten. Dat doet het niet.
” Dit is niet alleen een probleem voor de zonnefysica, maar bij uitbreiding voor de astronomie als geheel,” zei Asplund, die het team leidde achter de precieze spectroscopische metingen., “Ofwel astronomen niet begrijpen hoe elementaire abundanties van sterren te meten met behulp van spectroscopie, of ons begrip van sterren’ interieurs en hoe ze oscilleren is onvolledig, ” zei hij. “Hoe dan ook, het heeft grote vertakkingen, aangezien sterren de fundamentele sondes van de kosmos zijn, met stellaire astrofysica die een groot deel van de basis voor moderne astronomie en kosmologie vormen.”