liksom alla stjärnor i sin prime består solen huvudsakligen av väteatomer som smälter två av två i helium och släpper ut enorm energi i processen. Men det är solens lilla koncentration av tyngre element, som astronomer kallar metaller, som styr sitt öde. ”Även en mycket liten del av metall är tillräcklig för att förändra beteendet hos en stjärna helt,” förklarade Sunny Vagnozzi, en fysiker vid Stockholms universitet i Sverige som studerar ”metallicitet” av solen., Ju mer metallisk en stjärna, desto mer ogenomskinlig är den (eftersom metaller absorberar strålning), och hur ogenomskinlig den är i sin tur hänför sig till dess storlek, temperatur, ljusstyrka, livslängd och andra viktiga egenskaper. ”Metallicitet berättar i princip också hur stjärnan kommer att dö”, sade Vagnozzi.
men solens metallicitet, utöver att avslöja sin egen historia, fungerar också som en slags måttstock för att kalibrera mätningar av metalliciteten hos alla andra stjärnor, och därmed åldrarna, temperaturerna och andra egenskaper hos stjärnor, galaxer och allt annat., ”Om vi byter solstråle, betyder det automatiskt att vår förståelse av kosmos måste förändras”, säger Martin Asplund, en astrofysiker vid Australian National University. ”Så att ha en korrekt kunskap om den Sol kemiska sammansättningen är oerhört viktigt.”
ännu mer exakta mätningar av solens metallicitet har väckt fler frågor än de har svarat på., Astronomers oförmåga att lösa mysteriet omväxlande som solens metallicitet, Sol överflöd, Sol sammansättning eller sol modellering problem tyder på att det kan finnas ”något fundamentalt fel”med deras förståelse för solen, och därför av alla stjärnor, sade Vagnozzi. ”Det skulle vara enormt.”
För tjugo år sedan trodde astronomer att de hade solen sorterad. Direkta och indirekta sätt att angripa dess metallicitet både mätte solen som ungefär 1.,8 procent metall-en lycklig konvergens som ledde dem att tro att de förstod inte bara längden på deras Sol måttstock utan också hur solen fungerar. Men under 2000 — talet visade alltmer exakta spektroskopiska mätningar av solljus — en direkt sond av solens sammansättning, eftersom varje element skapar telltale absorptionslinjer i spektrumet-en mycket lägre metallicitet på bara 1,3 procent., Under tiden sa helioseismologi, det konkurrerande, indirekta tillvägagångssättet för att dra till sig metallicitet baserat på hur ljudvågor av olika frekvenser sprids genom solens inre, fortfarande 1,8 procent.
men om astronomernas teori om solen, kallad ”standard solar model”, är korrekt, bör spektroskopi och helioseismologi komma överens. Det innebär att astronomer ska kunna använda de helioseismologiska mätningarna för att beräkna djupet av ett viktigt gränsskikt i solen där strålning ger plats för konvektion., Och detta djup hänför sig enligt ekvationerna till solens opacitet och därmed till dess metallicitet. Denna sekvens av beräkningar bör förutsäga samma värde för metalliciteten som spektroskoperna mäter direkt från solljus. Det gör det inte.
”detta är ett problem inte bara för solfysik, utan i förlängningen för astronomi som helhet”, säger Asplund, som ledde laget bakom de exakta spektroskopiska mätningarna., ”Antingen förstår astronomer inte hur man mäter elementära överflöd av stjärnor med hjälp av spektroskopi, eller vår förståelse av stjärnornas interiörer och hur de svänger är ofullständiga”, sa han. ”Hur som helst har den stora förgreningar, eftersom stjärnor är kosmos grundläggande sonder, med stellar astrofysik som ger mycket av grunden för modern astronomi och kosmologi.”