Солнце одна из звезд космоса солнце не самая горячая: Представление не найдено [name, type, prefix]: article, htmlstart, contentView |

Содержание

Звезды в окрестностях Солнца – Мир Знаний

Хотя способы измерений разнятся, все же в среднем можно говорить о том, что наша Солнечная система тянется на расстояние одного светового года от Солнца во всех направлениях (это примерное расстояние до облака Оорта).

За этой границей, всего в нескольких световых годах от Земли, лежат ближайшие к нам звезды — ближайшие из 200 миллиардов, населяющих Млечный Путь. Каждая из них — это взрывающийся шар из водорода, похожий на наше Солнце, и при этом каждая звезда уникальна.

НАШИ БЛИЖАЙШИЕ СОСЕДИ

Истинная яркость далеко не у всех звезд одинакова. Самая близкая к нам из всех, Проксима Центавра, светит в пятьсот раз слабее Солнца. Увидеть ее невооруженным глазом невозможно, вот почему открыли этот обьект только в 1915 году.

У Проксимы и окраска отличается от Солнца. Она более красная, поскольку ее поверхность холоднее, чем у нашей звезды (примерно 2700 °С по сравнению с температурой Солнца 5500 °С). Как мы увидим позднее, цвет и яркость звезды теснейшим образом связаны с ее размером, массой и возрастом.

Чем еще отличается Проксима Центавра от Солнца, так это своей связью с другими звездами. Наше светило прокладывает свой путь в Галактике в одиночку, а Проксима заперта на орбите, которая протянулась на полмиллиона лет вокруг двух других звезд. Эта парочка, известная как альфа Центавра А и В, наблюдателю на Земле видна невооруженным глазом как одна звезда. Кроме того, это ярчайшая звездная система на всем небосводе.

Обе звезды намного больше похожи на Солнце, чем сама Проксима. Альфа Центавра А в 1,5 раза ярче Солнца, имеет практически идентичную с ним температуру на поверхности, а альфа Центавра В сверкает наполовину слабее Солнца и примерно на 500 °С холоднее, чем оно. Поскольку эта пара совершает виток друг вокруг друга всего за 80 лет, то относительно легко рассчитать их массы. Звезда А весит на 10 % больше Солнца, а В — на столько же меньше.

БЫСТРЫЙ БЕГУН

Следующая из ближайших к нам звезд лежит совсем в другом направлении (в созвездии Змееносца) и на 1,7 светового года дальше. Звезда Барнарда — еще один красный карлик. Открыли ее относительно недавно, это самая быстродвижушаяся звезда на небе, которая пересекает участок космоса шириной с диаметр полной Луны за 180 лет. Два других карлика — Вольф 359 во Льве и Лаланд 21185 в Большой Медведице — следующие в порядке удаленности от Солнца, за которыми идет звезда, ярчайшая на небосводе Земли.

Цвет размер и светимость
Цвет звезды напрямую отражает температуру ее поверхности, совсем как металлический стержень, который, если его раскалить, сияет сначала красным, затем оранжевым, желтым и белым и, наконец, голубым. Излучение любой звезды представляет собой комбинацию из волн разной длины. Звезды наподобие Солнца излучают почти всю свою энергию в диапазоне видимого света, а другие, с более холодной поверхностью, могут давать преимущественно инфракрасный свет. Некоторые особенно раскаленные звезды выбрасывают большое количество ультрафиолетового излучения.

СВЕРКАЮЩАЯ ПЕСЬЯ ЗВЕЗДА

Сириус, или Песья звезда, находится в 8,6 светового года от Земли. Он приблизительно в 25 раз ярче Солнца и имеет примерно вдвое большую массу. Сириус сверкает чистым, ярким белым светом — это признак того, что его поверхность горячее Солнца (примерно 9700 °С). Сириус — двойная звезда. Его компаньон Сириус В — звезда-карлик, яркость которой составляет 1/40 солнечной. Однако, в отличие от других карликов в наших окрестностях, Сириус В белого цвета. Следовательно, у него более горячая поверхность.

КОМПАНЬОНЫ БЕЛЫХ КАРЛИКОВ

Астрономы обнаружили Сириус В задолго до того, как смогли наблюдать его визуально благодаря влиянию его гравитации на более яркую звезду. Его воздействие на Сириус показывает, что эта звезда намного массивнее красного карлика.

Астрономы считают, что белые карлики — это остатки звезд, похожих на Солнце, которые очень давно перестали сиять, сбросив внешние слои, сформировавшие оболочку газа, именуемую планетарной туманностью.

Скорость, с которой звезда стареет, зависит главным образом от ее массы. Значит, Сириус В был некогда крупнее и ярче, чем сегодняшняя Песья звезда. Еще одна яркая звезда в расположенной рядом с нами области космоса — Процион, ярчайший объект из созвездия Малого Пса. Она образует одну из вершин т. н. Зимнего треугольника вместе с Сириусом и Бетельгейзе.

Эта белая звезда, находящаяся на расстоянии 11,4 светового года, примерно в 1,5 раза тяжелее Солнца и в 8 раз ярче, чем оно. У нее также есть компаньон в виде белого карлика.

ДРУГИЕ СОЛНЕЧНЫЕ СИСТЕМЫ

Последняя звезда, заслуживающая внимания, — эпсилон Эридана. Она лежит дальше Сириуса, на расстоянии 10,5 светового года от Солнца. Эта ближайшая к Солнечной системе звезда — сияющая одиночка массой около 85 % от массы Солнца. Важна она еще и потому, что это ближайшая к нам звезда с подтвержденной планетной системой. На сегодня известна только одна ее планета: газовый гигант с массой примерно в 1,5 раза больше, чем у Юпитера.

Очень далеко, примерно на том расстоянии, на котором лежит Нептун от Солнца, находится пылевой диск, и астрономы подозревают, что за ним расположена планета, похожая на Нептун. Некоторые специалисты утверждают, что газовый гигант разрушил бы траекторию меньшего по размерам объекта. Другие же считают, что наличие такой планеты совсем не исключается. Именно по этой причине эпсилон Эридана, как и другие соседние звезды, похожие на Солнце, является главным объектом будущих поисков т. н. внесолнечных планет, или экзопланет.

Наш канал в Телеграм

«Почему нам светит именно солнце? Ведь есть альтернативные звёзды. Будут ли они освещать Землю, когда Солнце погаснет?» — Яндекс Кью

Билла Ная спросили: «Если солнце горячее, почему в космосе холодно?» на Реддите. Вот почему.

Видимо, люди задают этот вопрос, и им не нравится, когда над ними смеются.

8 ноября Билл Най, культовый американский «ученый», был разорван на Reddit во время онлайн-дискуссии по продвижению своего телешоу на Netflix. Шоу под скромным названием « Билл Най спасает мир » было раскритиковано как поверхностное и оторванное от реальности, поэтому, когда Най написал на Reddit: «Я Билл Най, и я стремлюсь положить конец анти- научное мышление. АМА [Спроси меня о чем угодно]», — звук точившихся ножей был оглушительным.

Наибольшее презрение вызвал его легкомысленный ответ на вопрос: «Если Солнце горячее, почему в космосе холодно?» Полный ответ Ная:

«В космосе фантастическое количество места. Я имею в виду, что не все так холодно, не так ли? Это 3 Кельвина. Поджаренный».

Итак, для всех этих сердитых Redditors — и всех остальных, кто когда-либо задавался вопросом — вот. (Я не буду пытаться подражать фирменному стилю Ная.)

Если солнце жаркое, то почему в космосе холодно?

Во-первых, вам нужно знать, что вопрос не совсем логичен — по крайней мере, в такой формулировке. Пространство не «холодно», потому что пространство ничто; у нет температуры.

Технически температура является мерой скорости движения атомов и молекул. Таким образом, вещи в пространстве, такие как планеты, звезды, пылевые облака, космические корабли и астронавты, имеют температуру, потому что все они состоят из атомов и молекул. Самого пространства нет, потому что его нет.

ОК. Но даже «пустое» пространство содержит атомы, пусть и немногочисленные. Глубокий космос, вдали от звезд и планет, заполнен очень разреженным газом, примерно один атом на ложку (10 кубических сантиметров) пространства. Напротив, ложка воздуха здесь, на Земле, содержит более 10 ²⁰ (100 миллиардов миллиардов) молекул.

У этого очень разреженного газа действительно есть температура: около «3 Кельвинов», как сказал Билл Най (хотя настоящие ученые не используют множественное число и не пишут кельвины с большой буквы). Это означает, что на 3°C (5°F) выше абсолютного нуля. Абсолютный ноль — это самая низкая возможная температура, точка, при которой молекулы и атомы полностью прекращают движение.

Так что, если быть педантичным, вопрос должен звучать так:

Почему

газ в космосе холодный?

Легкомыслие в сторону, Най был прав: это потому, что космос большой. Если бы вы парили в космосе на полпути между нашим Солнцем и ближайшей к нам звездой, Проксимой Центавра, вы бы находились на расстоянии около 2,1 светового года от любой из них. (Эта плотность звезд примерно равна средней для галактики.) Сколько тепла вы получаете от звезды, удаленной на 2,1 светового года? Немного! Давайте немного посчитаем.

Тепловая мощность солнца 3,8 × 10 ²⁶ Вт . Это столько же, сколько 3,8 × 10 ²³ (или 380 миллиардов триллионов) однокиловаттных электрических обогревателей, которые вы могли бы использовать в своей спальне.

Так что да, солнце припекает. Но если вы находитесь на расстоянии 2,1 светового года от него, все это тепло распространится по сфере радиусом 2,1 светового года, или 2 × 10 ¹⁶ метра, прежде чем достигнет вас. Площадь поверхности этой сферы (4πr ² , если вы помните свою математику) равна 5 × 10 ³³ квадратных метров . Площадь поверхности вашего тела — по крайней мере, той стороны, которая обращена к солнцу, — составляет около 1 квадратного метра.

Итак, вы получаете одну пятую от одной 10 ³³ -й доли солнечного тепла. Это 0,000000076 ватт, или примерно 13 миллиардных тепла одного киловаттного нагревателя, слабо поджаривающего вас там, в космосе.

Иными словами, это все равно, что пытаться использовать только один из этих обогревателей для обогрева гигантской кубической комнаты около 2360 метров вдоль каждой стороны. Или, если бы это была обычная комната с 3-метровым (10-футовым) потолком, это был бы квадрат размером более 66 км (41 миля) вдоль каждой стороны. И помните, это не комната на Земле, окруженная воздухом приятной комфортной температуры, а комната в глубоком космосе без других источников тепла в течение нескольких световых лет. С единственным паршивым электронагревателем посередине.

Так что да, поэтому холодно.

Хорошо, но почему в космосе тоже холодно

рядом с солнцем ?

Ага! Это действительно был вопрос с самого начала, не так ли? И, ну, это справедливо.

Если вы находитесь не в световых годах от Солнца, а всего в 150 миллионах километров (92 миллиона миль) от него — а именно так далеко мы находимся от него здесь, на Земле — тогда солнечное тепло значительно более концентрировано: 1368 Вт на квадратный метр . Другими словами, если вы плаваете за пределами земной атмосферы под прямыми солнечными лучами, у вас есть целый электрический обогреватель плюс еще несколько, которые направляют все свое тепло прямо на ваше тело. Чтобы увидеть, как это ощущается, попробуйте включить обогреватель в спальне и сесть прямо напротив него. (Все в порядке, я подожду.)

Так что да, если вы находитесь под прямыми солнечными лучами рядом с солнцем, вам не будет холодно. Вот почему у нас есть скафандры: помимо защиты от вакуума, они также защищают вас от приготовления пищи. Объекты, находящиеся под прямыми солнечными лучами на околоземной орбите, нагреваются примерно до 120°C (248°F).

И все же есть парадокс: вам также нужны скафандры, чтобы защитить вас от замерзания. Даже на околоземной орбите в космосе может быть очень холодно. Почему?

Ну, здесь, на Земле, если вы выходите из солнечного света в тень, причина, по которой вы не замерзаете внезапно, заключается в том, что в воздухе вокруг вас все еще сохраняется много тепла. Вы находитесь в своего рода тепловой ванне, хотя и не можете этого видеть. Однако в космосе, если вы карабкаетесь вокруг своей космической станции, чтобы скрыться от солнечного света, там нет ни воздуха, ни тепла.

Тепло вашего тела начнет уходить, хотя и не сразу, потому что в другом парадоксе пространство на самом деле является довольно хорошим изолятором. На Земле, если вы находитесь в сильном ветре или в холодном море, вы можете довольно быстро терять тепло, потому что воздух и вода подхватывают его из вашего тела и уносят. В космосе нечему уносить тепло, поэтому можно терять его излучением, а не теплопроводностью. (Вот почему термосы сохраняют напитки горячими или холодными в течение нескольких часов.) Тем не менее, без скафандра с подогревом, который защитит вас, вы в конечном итоге замерзнете, за исключением того, что недостаток кислорода убьет вас задолго до этого.

Элементарная проблема с Солнцем

Когда астрономы вглядываются в глубины космоса, они делают это с тревогой: они не знают точно, из чего состоит Вселенная.

От них ускользает не только истинная природа темной материи; то же самое происходит и с сущностью звезд, которые испещряют небо и населяют множество галактик во всем космосе. Удивительно, но никто не знает точного химического состава звезд: сколько в них атомов углерода, азота и кислорода по отношению к водороду, наиболее распространенному элементу.

Эти числа имеют решающее значение, потому что они влияют на то, как живут и умирают звезды, какие типы планет формируются и даже насколько легко может возникнуть жизнь в других мирах.

Двадцать лет назад астрономы выразили уверенность в числах, с которыми они работали. Теперь не так много. Проблема лежит не в дальних уголках космоса, а гораздо ближе к дому. Удивительно, но ученые не знают точно, из чего состоит солнце. В результате они не знают, из чего сделаны и другие звезды.

Хотя точное содержание кислорода на Солнце вызывает споры, никто не оспаривает тот факт, что звезды, намного более массивные, чем Солнце, — подобные самым ярким звездам, рождающимся сейчас в туманности Ориона (на фото), — выковали большую часть кислорода, обнаруженного сегодня на Земле и во всем мире. вселенная. Авторы и права: НАСА, ЕКА, М. Робберто (Научный институт космического телескопа/ЕКА) и проектная группа

космического телескопа «Хаббл Орион» «Солнце — это фундаментальный критерий», — говорит Мартин Асплунд, астрофизик из Института астрофизики Макса Планка в Гархинг, Германия. «Когда мы определяем содержание определенного элемента в звезде, галактике или газовом облаке где-либо во Вселенной, мы используем солнце в качестве точки отсчета».

В этом есть смысл. Солнце составляет 99,86% массы Солнечной системы. Любой социолог, опросивший тот же процент избирателей, без труда предскажет исход следующих выборов.

Расположение Солнца в Млечном Пути также делает его хорошим представителем всей галактики. Точно так же, как политические взгляды варьируются от центра города к деревне, так и звездное изобилие меняется от центра галактики к краю, и Солнце оказывается в идеальном положении — примерно на полпути от центра Млечного Пути к краю его диска галактики. звёзды — чтобы сэмплировать всю галактику.

Более того, большинство звезд во Вселенной находятся в гигантских галактиках, таких как Млечный Путь, что делает Солнце пробным камнем для всего космоса.

Кроме того, солнце настолько яркое, что астрономы могут изучать детали его света с исключительной точностью. Это должно позволить им определить точное содержание химических элементов на Солнце.

Почти столетие астрономы судили о нормальных звездах, проверяя, соответствует ли их химический состав солнечному. Большинство звезд рядом с нами делают это; некоторые нет.

Вот почему статья Асплунда и его коллег о химическом составе Солнца в Ежегодном обзоре астрономии и астрофизики за 2009 г. получила более 4 000 академических ссылок от коллег-ученых: Астрономы постоянно сравнивают звезды и галактики с Солнцем. Это универсальный стандарт.

Но работа Асплунда противоречива. Он и его коллеги использовали новые модели для анализа солнечного света и обнаружили значительно более низкие уровни наиболее распространенных тяжелых элементов на солнце, включая углерод и кислород, по сравнению с предыдущими расчетами. (Астрономы называют большинство элементов тяжелее гелия «тяжелыми». ) Таким образом, работа Асплунда подразумевает, что другие звезды и весь космос содержат намного меньше тяжелых элементов, чем считалось ранее.

Сколько из четырех наиболее распространенных тяжелых элементов — кислорода, углерода, неона и азота — содержится на Солнце? На этой диаграмме показано относительное содержание десятков элементов (синие точки, отмечены наиболее распространенные элементы), выраженное в логарифмической шкале, где число атомов водорода равно 12. (Элемент с содержанием 11 встречается в 10 раз реже, чем водород; если 10, то это одна сотая, и так далее.) В 1989 году стандартное содержание кислорода составляло 8,93, что означало, что на каждый атом кислорода приходилось 1175 атомов водорода. В 2009Однако Мартин Асплунд предпочитал, чтобы содержание кислорода составляло всего 8,69, что означало, что на каждый атом кислорода приходится 2042 атома водорода. Оценочное содержание углерода, азота и неона также упало.

Возьми кислород. «Это самый распространенный тяжелый элемент во Вселенной», — говорит Марк Пинсонно, астроном из Университета штата Огайо. Он был критиком чисел Асплунда, потому что они приводят к конфликтам с наблюдениями внутренней части Солнца.

«Солнце — единственный способ измерить количество кислорода. Итак, если Асплунд прав… это означает, что во Вселенной кислорода на 40% меньше, потому что все наши измерения умножаются на то, что мы предполагаем для Солнца», — говорит Пинсонно.

Споры продолжаются уже 20 лет; ни одна из сторон не уступила другой. «Мы еще не нашли ответа», — говорит Катарина Лоддерс, космохимик из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, которая предсказывает изобилие метеоритов и называет давний спор разочаровывающим. «Я думаю, что «Что нам не хватает?» — одна из самых больших проблем для ученых. Как это может быть, что есть что-то, что мы не можем объяснить? Должен быть ответ».

Более низкие уровни кислорода и других тяжелых элементов, которые отстаивает Асплунд, вызвали не только неопределенность, но и проблемы. «Я очень рано подозревал, что это приведет к конфликту, — говорит он.

Тем не менее, и Асплунд, и Пинсонно говорят, что спор носит дружеский характер. «Мы очень сильно расходимся во взглядах на научную интерпретацию, — говорит Асплунд, — но мы очень рады после этого пойти выпить пива».

К счастью, различные текущие и будущие эксперименты могут окончательно разрешить этот вопрос.

Кислород: важнейший элемент

Несмотря на разногласия, все согласны с основными принципами: Солнце состоит в основном из водорода и гелия, двух самых легких элементов. Он генерирует энергию в своем центре посредством ядерных реакций, которые превращают водород в гелий. Но из-за работы Асплунда количество следующих по распространенности элементов вызывает споры.

Это очень важно. Кислород составляет почти половину всех тяжелых атомов во Вселенной. Большинство этих атомов прослеживают свое рождение от звезд, намного более массивных, чем Солнце. В конце своей яркой, но короткой жизни эти звезды сливают вместе четыре ядра гелия, образуя кислород. В конце концов звезды взрываются, отбрасывая живительный элемент. Всего одна сверхновая может выбросить больше солнечной массы кислорода. Если уровень кислорода на Солнце и, следовательно, во всей Вселенной так низок, как полагает Асплунд, эти массивные звезды, производящие кислород, были гораздо менее плодовиты, чем считалось.

Почти половина всех тяжелых атомов во Вселенной — это кислород (измеряемый по количеству атомов, а не по весу). И только четыре элемента — кислород, углерод, неон и азот — составляют 88 процентов всех тяжелых атомов, но их точное количество по отношению к водороду остается спорным.

Кислород жизненно важен как очевидным, так и нет. Очевидное: нам нужен кислород, чтобы дышать. Менее очевидное: более половины атомов в камнях под нашими ногами — это кислород. И этот элемент сыграл важную роль в формировании всех планет нашей Солнечной системы.

Критическая важность кислорода на этом не заканчивается. Ведь в каждой молекуле воды есть атом кислорода. «Вода необходима для жизни, — говорит Лоддерс. «Вода была необходима для формирования жизни». Так что ни кислорода, ни воды, ни жизни.

Продолжай, своенравное солнце

Несмотря на далеко идущие последствия, кипящий спор о изобилии на Солнце кислорода и других тяжелых элементов начался случайно. В конце 1990-х Асплунд хотел изучить древние звезды, в которых было очень мало тяжелых элементов. Однако сначала он счел разумным лучше установить состав солнца.

Для этого он и его коллеги разработали новые модели для объяснения солнечного спектра, радуги цветов, которую испускает наша звезда. Атомы разных элементов поглощают свет с разной длиной волны, образуя так называемые спектральные линии. Чем больше атомов определенного элемента находится на поверхности Солнца, тем больше света поглощают атомы и тем сильнее спектральные линии. Таким образом, спектральные линии могут показать содержание элемента по отношению к водороду, который является основным компонентом Солнца.

Поскольку стандарт устанавливает солнце, ученые могут метафорически увидеть всю вселенную в одном солнечном луче: анализируя солнечный спектр, они могут определить пропорции водорода, углерода, азота и кислорода во всем космосе.

Новые модели Асплунда были гораздо более сложными, чем предыдущие, избегая упрощений и приближений. «У меня не было реальных ожиданий, что это вообще изменит солнечное изобилие», — говорит он. «Это был своего рода удачный выстрел».

Солнечный спектр (показан) может быть проанализирован, чтобы выявить ключи к составу Солнца. Атомы на поверхности Солнца поглощают определенные цвета, оставляя темные спектральные линии в наблюдаемом спектре. Сила каждой линии говорит об изобилии стихий. Линии H и K темно-фиолетового цвета возникают из-за кальция; пара желто-оранжевых D-линий от натрия; и красная линия C от водорода. Спектральные линии кислорода трудно анализировать.

В его моделях каждый из четырех наиболее распространенных во Вселенной тяжелых элементов получил серьезный удар. По сравнению с цифрами, опубликованными 20 лет назад, в 2009 г.статья Асплунда и его коллег рекомендовала резко снизить значения. Новые модели сократили предполагаемый уровень кислорода на Солнце и, следовательно, во Вселенной на колоссальные 42 процента. Углерод, еще одно необходимое условие жизни, упал на 26 процентов, а уровни неона и азота упали на 31 процент и 40 процентов соответственно.

По всем расчетам, эти четыре элемента составляют подавляющее большинство (88 процентов в работе Асплунда, немного больше в других числах) всех тяжелых атомов во Вселенной. Если Асплунд был прав, то во вселенной их было гораздо меньше, чем кто-либо думал. А это означало огромные проблемы для моделей интерьера солнца.

Внутри Солнца

Тяжелые элементы, такие как кислород, изменяют внутреннюю часть Солнца, потому что они поглощают излучение, когда оно направляется наружу от солнечного ядра к поверхности. Используя старые данные об изобилии Солнца, астрономы думали, что выяснили внутреннюю часть Солнца благодаря технике, известной как гелиосейсмология. Точно так же, как в нашем мире случаются землетрясения, так и недра Солнца вибрируют звуковыми волнами. И точно так же, как сейсмологи используют землетрясения, чтобы определить структуру недр Земли, вибрации, проходящие через солнце, раскрывают его внутреннюю структуру.

Например, в большей части недр Солнца излучение отражается от атома к атому, медленно перенося тепло от ядра наружу. Однако в самых отдаленных частях Солнца материал более холодный и непрозрачный, в основном потому, что тяжелые элементы, такие как кислород, поглощают фотоны. Эта непрозрачность означает, что фотоны не могут переносить туда тепло. Вместо этого начинается процесс, называемый конвекцией: горячий газ поднимается к поверхности Солнца, излучает тепло, затем охлаждается и снова опускается вниз. Вы видите нечто подобное, когда кипятите кастрюлю с водой.

Гелиосейсмология определяет положение границы между излучающим внутренним пространством Солнца и его конвективной оболочкой. «Это проявляется как сбой в звуковых волнах», — говорит Пинсонно. В результате мы знаем, что эта граница находится точно на 71,3 процента солнечного радиуса. Но если в Солнце на самом деле меньше кислорода, углерода, неона и азота, то внутренняя часть Солнца менее непрозрачна, что позволяет излучению уносить тепло дальше от центра Солнца, что противоречит гелиосейсмологическим наблюдениям. «Либо мы не понимаем, что такое солнце, либо [новое солнечное изобилие] неверно», — сказал Пинсонно на выступлении в 2011 году, где он высказался за более высокое содержание кислорода.

Ядерные реакции в солнечном ядре производят энергию, которая затем переносится наружу за счет излучения, а затем за счет конвекции. Положение границы между радиационной и конвективной зонами установлено гелиосейсмологическими наблюдениями. Старые данные об изобилии элементов на Солнце помещают эту границу точно в наблюдаемое положение; пересмотренное содержание элементов — нет.

Тем не менее, Пинсонно признает, что новые модели Асплунда превосходят более ранние, и их переопределение солнечного содержания должно быть достоверным. Во-первых, модели Асплунда учитывают конвекцию, которой пренебрегали в более ранних работах. Его команда также признала, что красная спектральная линия, которая предположительно возникла из-за кислорода, на самом деле представляет собой смесь кислорода и никеля; вычитание вклада никеля привело к снижению содержания кислорода.

Большая часть проблем связана с самим атомом кислорода. «Это просто проблемный ребенок», — говорит Пинсонно. «Это всегда был проблемный ребенок».

Несмотря на то, что кислород является обычным явлением, в солнечном свете он дает несколько спектральных линий, которые трудно анализировать, поэтому этот элемент не дает никаких указаний на его распространенность. «Напротив, все согласны с избытком солнечного железа», — говорит Пинсонно. Это потому, что железо дает множество спектральных линий, которые созрели для анализа.

Как и Лоддерс, Пинсонно называет кажущийся вечным спор разочаровывающим. «На удивление сложно получить новую информацию для решения проблемы, — говорит он. «Нам просто нужны новые данные, чтобы взломать это».

Что-то новое под солнцем

К счастью, скоро появятся свежие данные. В лаборатории физики могут измерить непрозрачность различных элементов, подвергая их воздействию жарких температур, которые преобладают внутри Солнца. В последние годы ученые уговорили эти эксперименты приступить к еще более высоким температурам — достаточно горячим, чтобы исследовать условия, подобные тем, что находятся глубоко под поверхностью Солнца, на конвективно-радиационной границе — и в плазме, достаточно большой и долгоживущей, чтобы получить точные цифры.

В 2015 году Джим Бейли, физик-экспериментатор из Sandia National Laboratories, и его коллеги сообщили, что непрозрачность железа на солнце действительно выше, чем ожидалось. «Наш результат очень обрадовал астрономическое сообщество, — говорит он, — потому что это означает, что есть, по крайней мере, надежда на то, что они смогут согласовать то, что они считают лучшими оценками содержания, со стандартной солнечной моделью и с гелиосейсмологией».

Теперь Бейли обратил внимание на кислород и ожидает первых результатов через три года. Если кислород окажется более непрозрачным, чем рассчитано в настоящее время, то солнцу не нужно столько этого элемента, чтобы поддерживать наблюдаемое положение радиационно-конвективной границы. Это могло бы устранить несоответствие между новыми показателями солнечной активности и гелиосейсмологией.

Тем временем и Асплунд, и Пинсонно указывают на еще одно многообещающее решение. Когда солнечное ядро вырабатывает энергию, оно испускает нейтрино, призрачные частицы, которые проносятся прочь и достигают Земли примерно через восемь минут. Текущие исследования этих нейтрино должны предложить новый способ оценки содержания элементов. Это связано с тем, что определенные нейтрино возникают в процессе, в котором углерод, азот и кислород используются в качестве катализаторов для преобразования водорода в гелий.

Этот цикл CNO генерирует только около 1 процента солнечной энергии, но чем больше углерода, азота и кислорода действительно есть на Солнце, тем больше должно существовать этих нейтрино CNO. Шесть лет назад физики использовали эксперимент Борексино в Италии для обнаружения нейтрино от основной ядерной реакции Солнца. На этой неделе исследователи из Borexino объявили, что в этом же эксперименте были обнаружены нейтрино CNO, а это означает, что это только вопрос времени, когда они помогут раскрыть солнечное изобилие.

Цикл CNO генерирует только 1 процент солнечной энергии, но когда-нибудь может показать, сколько углерода, азота и кислорода содержит солнце. В этом сложном цикле ядра углерода, азота и кислорода катализируют ядерную реакцию превращения водорода в гелий, но не расходуются в процессе.