等到天文學家設法確定了太陽的金屬豐(feng) 度，這一數值將會(hui) 影響我們(men) 對恒星演化過程的認識、以及對恒星壽命的估算。

　　新浪科技訊　據國外媒體(ti) 報道，就像所有處於(yu) 壯年時期的恒星一樣，太陽主要由氫氦構成。氫原子兩(liang) 兩(liang) 聚合為(wei) 氦原子，並在這一過程中釋放出大量能量。但真正決(jue) 定了太陽命運的，則是其中所含的微量重元素，即我們(men) 所說的金屬元素。

　　瑞典斯德哥爾摩大學物理學家桑尼•瓦格諾茲(zi) （Ｓｕｎｎｙ　Ｖａｇｎｏｚｚｉ）指出：“哪怕金屬含量僅(jin) 占一小部分，也足以徹底改變恒星的行為(wei) 。”瓦格諾茲(zi) 一直在研究太陽的“金屬豐(feng) 度”（ｍｅｔａｌｌｉｃｉｔｙ）。恒星的金屬豐(feng) 度越高，就越不透明（因為(wei) 金屬能夠吸收輻射），而恒星的透明度反過來又與(yu) 其大小、溫度、亮度、壽命和其它關(guan) 鍵性質有關(guan) 。“恒星的金屬豐(feng) 度基本上決(jue) 定了這顆恒星會(hui) 如何死去。”瓦格諾茲(zi) 表示。

　　但太陽的金屬豐(feng) 度除了能幫助我們(men) 了解太陽曆史外，還可以作為(wei) 一種衡量標準，幫助科學家調整對其它恒星金屬豐(feng) 度的測量方式，從(cong) 而有助於(yu) 我們(men) 了解其它恒星、星係及各類天體(ti) 的年齡、溫度等特性。“如果對太陽這根‘標杆’的認識有變，那麽(me) 我們(men) 對宇宙的認識也會(hui) 自動隨之改變。”澳大利亞(ya) 國立大學天體(ti) 物理學家馬丁•阿斯普朗德（Ｍａｒｔｉｎ　Ａｓｐｌｕｎｄ）指出，“因此準確了解太陽的化學元素構成可謂極其重要。”

　　然而，我們(men) 對太陽金屬豐(feng) 度的測量越精確，產(chan) 生的新問題就越多。太陽金屬豐(feng) 度之謎又叫太陽豐(feng) 度、太陽組成、或者太陽模型問題。天文學家至今無法解決(jue) 這些問題，說明他們(men) 對太陽的認識、乃至所有恒星的認識“都存在根本性錯誤”，瓦格諾茲(zi) 指出，“這可不是件小事情。”

　　２０年前，天文學家一度以為(wei) 自己已經弄清了與(yu) 太陽有關(guan) 的種種問題。通過直接和間接手段測得的太陽金屬豐(feng) 度均為(wei) １．８％左右，因此天文學家認為(wei) ，他們(men) 不僅(jin) 認清了太陽這根“標杆”，還弄清了太陽的運作原理。但自２１世紀初以來，隨著對陽光的光譜測量變得越來越精確，新的測量結果顯示，太陽的金屬豐(feng) 度遠低於(yu) 這一水平，隻有１．３％。而與(yu) 此同時，通過測量不同頻率的聲波在太陽內(nei) 部的傳(chuan) 播規律、對太陽金屬豐(feng) 度進行間接推斷的日震學測量法又顯示太陽的金屬豐(feng) 度仍為(wei) １．８％

　　但如果天文學家的“標準太陽模型”理論正確無誤，光譜測量法和日震學測量法得出的結果應該相同才對。也就是說，天文學家應當能用日震學的測量結果，計算出太陽內(nei) 部某一重要界層的深度。就在這一界層處，對流的影響勝過了輻射。根據相關(guan) 等式，該界層深度與(yu) 太陽的不透明度有關(guan) ，因而也與(yu) 太陽金屬豐(feng) 度有關(guan) 。通過這種方式計算出的金屬豐(feng) 度值應該與(yu) 通過光譜測量直接得出的結果相同。然而事實並非如此。

　　“這個(ge) 問題不僅(jin) 屬於(yu) 太陽物理的範疇，還牽涉到整個(ge) 天文學。”阿斯普朗德表示，正是他帶領的團隊開展了這些精確的光譜測量，“要麽(me) 是天文學家不明白如何用光譜分析法測量恒星的元素含量，要麽(me) 是我們(men) 對恒星的內(nei) 部情況、以及它們(men) 的振動方式不夠了解。無論是哪種原因，都造成了嚴(yan) 重後果，因為(wei) 恒星是我們(men) 了解宇宙的根本途徑，恒星天體(ti) 物理學奠定了現代天文學和宇宙學的大部分基礎。”

　　到底是哪裏出了錯呢？天文學家圍繞這一問題，展開了長達數年的討論，甚至還有人猜測，這可能與(yu) 太陽中的暗物質有關(guan) 。據耶魯大學太陽天體(ti) 物理學家薩爾巴妮•巴蘇（Ｓａｒｂａｎｉ　Ｂａｓｕ）介紹，這些討論“有點兒(er) 陷入了僵局”。不過希望還是有的。就在最近，科學家從(cong) 太陽中微子中發現了一些與(yu) 太陽金屬豐(feng) 度有關(guan) 的微弱線索。太陽中微子是一種由太陽發出的、轉瞬即逝的粒子。太陽中發生的不同核聚變反應會(hui) 產(chan) 生能量不同的太陽中微子，因此這些粒子攜帶的信息可以反映出太陽的元素組成。在今年六月於(yu) 德國海德堡舉(ju) 行的一次會(hui) 議上，意大利格蘭(lan) 薩索國家實驗室的Ｂｏｒｅｘｉｎｏ實驗團隊報告稱，他們(men) 對太陽中微子的探測結果更傾(qing) 向於(yu) 太陽金屬豐(feng) 度為(wei) １．８％的估測值。

　　假如這個(ge) 估測值是正確的，那麽(me) 阿斯普朗德等人開展的光譜測量究竟出了什麽(me) 問題呢？“假如問題出在光譜分析法上，那我們(men) 在分析其它恒星時也可能會(hui) 犯類似的錯誤。”阿斯普朗德表示，而這將對科學家對恒星和星係中化學元素演變的理解產(chan) 生重大影響。

　　但阿斯普朗德仍堅持自己采用光譜分析法估測的１．３％的結論是正確的。他援引了２０１５年《自然》期刊上的一篇研究，提出在太陽內(nei) 核的高壓環境中，金屬對不透明度的影響也許比我們(men) 之前認為(wei) 的還要大。阿斯普朗德稱，如果在標準太陽模型中對這一點進行糾正，采用日震學和中微子分析估測的金屬豐(feng) 度就能降低到１．３％了。

　　今後幾年，Ｂｏｒｅｘｉｎｏ團隊計劃對“碳－氮－氧”核聚變產(chan) 生的微量太陽中微子展開探測。在該核聚變反應中，碳、氮、氧原子作為(wei) 催化劑，促使氫原子聚變為(wei) 氦原子。“‘碳－氮－氧’中微子受金屬豐(feng) 度的影響很大，因此對這些中微子的測量將起到決(jue) 定性的作用。”美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校物理學家、Ｂｏｒｅｘｉｎｏ團隊成員安德裏亞(ya) •波卡爾（Ａｎｄｒｅａ　Ｐｏｃａｒ）表示。

　　假如太陽的金屬豐(feng) 度真的隻有１．３％，這就意味著標準太陽模型的確弄錯了太陽的不透明度。“這會(hui) 對天文學的方方麵麵產(chan) 生巨大衝(chong) 擊。”阿斯普朗德表示，“因為(wei) 我們(men) 所做的一切研究工作都需要以對恒星演化的準確認識為(wei) 基礎。”對恒星和星係年齡的估測或許要做出１０至１５％的調整。不幸的是，太陽這種金屬豐(feng) 度較低的恒星消耗燃料的速度更快，因此太陽壽命可能會(hui) 比我們(men) 之前的預期再縮短１０億(yi) 年。

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