Αν και όταν οι φυσικοί θα είναι σε θέση να αποτυπώσουν με αριθμούς το μεταλλικό περιεχόμενο του Ήλιου μας, οι αριθμοί αυτοί θα μπορούσαν να ανατρέψουν πολλά από αυτά που πιστεύαμε ότι γνωρίζαμε για την εξέλιξη και τη διάρκεια ζωής των αστεριών.
Ο Ήλιος, όπως παρατηρήθηκε τον Οκτώβριο του 2017. Η εικόνα αυτή είναι από το Παρατηρητήριο Solar Dynamics της NASA.
Όπως κάθε αστέρι στην καλύτερη του κατάσταση, ο Ήλιος μας αποτελείται κυρίως από άτομα Υδρογόνου τα οποία συντήκονται δύο-δύο σε Ήλιο (αέριο), απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας κατά τη διαδικασία αυτή. Αλλά είναι η μικροσκοπική συγκέντρωση βαρύτερων στοιχείων, εκτός του Υδρογόνου και του Ηλίου, τα οποία οι αστρονόμοι αποκαλούν μέταλλα, και που ελέγχουν τη μοίρα του. "Ακόμη και ένα πολύ μικρό κλάσμα μετάλλων αρκεί για να αλλάξει τελείως η συμπεριφορά ενός αστέρα", εξήγησε ο Sunny Vagnozzi, φυσικός του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης στη Σουηδία, ο οποίος μελετά την "μεταλλικότητα" του Ήλιου. Όσο πιο μεταλλικό είναι το αστέρι, τόσο πιο αδιαφανές είναι (καθώς τα μέταλλα απορροφούν ακτινοβολία) και πόσο αδιαφανές είναι σε σχέση με το μέγεθος του, τη θερμοκρασία, τη φωτεινότητα, τη διάρκεια ζωής και άλλες βασικές του ιδιότητες. "Η μεταλλικότητα βασικά σας λέει επίσης πως θα πεθάνει ενα αστέρι", δήλωσε ο Vagnozzi.
Αλλά η μεταλλικότητα του Ήλιου, πέρα από την αποκάλυψη της δικής του ιστορίας, χρησιμεύει επίσης ως ένα είδος μέτρου σύγκρισης (yardstick) για τη βαθμονόμηση των μετρήσεων της μεταλλικότητας όλων των άλλων αστεριών και επομένως των ηλικιών, των θερμοκρασιών και άλλων ιδιοτήτων των αστεριών, των γαλαξιών και όλων των άλλων ουράνιων αντικειμένων. "Αν αλλάξουμε το ηλιακό μέτρο σύγκρισης, αυτόματα σημαίνει ότι η κατανόησή μας για το Σύμπαν πρέπει να αλλάξει", δήλωσε ο Martin Asplund, αστροφυσικός στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας. "Η σωστή γνώση της ηλιακής χημικής σύνθεσης είναι εξαιρετικά σημαντική".
Ωστόσο, οι περισσότερο ακριβέστερες μετρήσεις της μεταλλικότητας του Ήλιου έδωσαν περισσότερα ερωτήματα από οτι απαντήσεις. Η ανικανότητα των αστρονόμων να λύσουν το μυστήριο που είναι γνωστό ποικιλοτρόπως ως "Ήλιακή Μεταλλικότητα", η Ηλιακή Αφθονία, η Ηλιακή Σύνθεση ή πρόβλημα της Ηλιακής Μοντελοποίηση, υποδηλώνουν ότι θα μπορούσε να υπάρξει "κάτι βασικά λανθασμένο" με την κατανόηση του Ήλιου, και επομένως όλων των αστεριών, δήλωσε ο Vagnozzi. Κάτι τέτοιο θα ήταν κολοσσιαίο."
Πριν από είκοσι χρόνια, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι είχαν ταξινομήσει τον Ήλιο. Οι άμεσοι και έμμεσοι τρόποι εξαγωγής συμπερασμάτων για τη μεταλλικότητα του, υπολόγιζαν την σύνθεση του Ήλιου περίπου σε 1,8% μέταλλο - μια "ευτυχισμένη" προσέγγιση που τους οδήγησε να πιστέψουν ότι κατανόησαν όχι μόνο το μήκος του ηλιακού τους μέτρου σύγκρισης, αλλά και το πώς λειτουργεί ο Ήλιος. Ωστόσο, καθ 'όλη τη διάρκεια της δεκαετίας του 2000, ακριβέστερες φασματοσκοπικές μετρήσεις του ηλιακού φωτός - ένας άμεσος ανιχνευτής της σύνθεσης του Ήλιου, δεδομένου ότι κάθε στοιχείο δημιουργεί ενδεικτικές γραμμές απορρόφησης στο φάσμα - έδειξε μια πολύ χαμηλότερη μεταλλικότητα (ή μεταλλότητα) μόλις 1,3%. Εν τω μεταξύ, η Ηλιοσεισμολογία, η ανταγωνιστική, έμμεση προσέγγιση για την εξαγωγή στοιχείων μεταλλικότητας, η οποία βασίζεται στον τρόπο με τον οποίο ηχητικά κύματα διαφορετικών συχνοτήτων διαδίδονται μέσα από το εσωτερικό του Ήλιου, έδωσε επίσης ποσοστό 1,8 τοις εκατό.
Αλλά αν η θεωρία του Ηλίου που έχουν μέχρι στιγμής στα χέρια τους οι αστρονόμοι,η οποία ονομάζεται "Τυποποιημένο ηλιακό Πρότυπο" (standard solar model), είναι σωστή, η Φασματοσκοπία και η Ηλιοσεισμολογία πρέπει να συμφωνούν. Δηλαδή, οι αστρονόμοι θα πρέπει να μπορούν να χρησιμοποιούν τις ηλιοσεισμολογικές μετρήσεις τους για να υπολογίσουν το βάθος ενός σημαντικού οριακού στρώματος στον Ήλιο όπου η ακτινοβολία δίνει τη θέση της στη μεταφορά. Και αυτό το βάθος σχετίζεται, σύμφωνα με τις εξισώσεις, με την αδιαφάνεια του Ήλιου και επομένως με τη μεταλλικότητά του. Αυτή η ακολουθία υπολογισμών θα πρέπει να προβλέπει την ίδια τιμή για τη μεταλλικότητα, όπως οι φασματοσκοπικές μετρήσεις μετρούνται απευθείας από το ηλιακό φως. Κι όμως, δεν είναι έτσι...
"Αυτό είναι ένα πρόβλημα όχι μόνο για την ηλιακή φυσική, αλλά και για την Αστρονομία στο σύνολό της", δήλωσε ο Asplund, ο οποίος κατεύθυνε την ομάδα στο να πραγματοποιήσουν ακριβείς φασματοσκοπικές μετρήσεις. "Είτε οι αστρονόμοι δεν καταλαβαίνουν πώς να μετρήσουν τις στοιχειώδεις αφθονίες των αστεριών χρησιμοποιώντας τη φασματοσκοπία, είτε η αντίληψή μας για τις εσωτερικές δομές των αστεριών και το πώς εκείνα ταλαντεύονται είναι ατελής", ανέφερε. "Είτε έτσι είτε αλλιώς, το θέμα έχει σημαντικές διακλαδώσεις, αφού τα αστέρια είναι οι θεμελιώδεις διερευνητές του Σύμπαντος, έχοντας μέσα τους αστρική αστροφυσική η οποία παρέχει θεμελιώδη στοιχεία για τη σύγχρονη αστρονομία και κοσμολογία".
Μετά από χρόνια συζητήσεων σχετικά για το τι μπορεί να πάει στραβά - συμπεριλαμβανομένων των εικασιών για τη Σκοτεινή Ύλη στον Ήλιο - η συζήτηση έχει φτάσει "σε ένα αδιέξοδο", δήλωσε η Sarbani Basu, ηλιακός αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Yale. Αλλά υπάρχει ελπίδα. Πρόσφατα, ενα αδύναμο στοιχείο (ίσως και υπαινιγμός) για την ηλιακή μεταλλικότητα προήλθε από τα "φευγαλέα" σωματίδια που προέρχονται από τον Ήλιο, που ονομάζεται Ηλιακά νετρίνα. Οι διαφορετικές αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης παράγουν ηλιακά νετρίνα διαφορετικών ενεργειών, και έτσι τα σωματίδια αυτά φέρουν πληροφορίες για τη σύνθεση του Ήλιου. Σε ενα συνέδριο τον περασμένο μήνα στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας, το "Πείραμα Borexino" που εδρεύει στο εθνικό εργαστήριο Gran Sasso της Ιταλίας ανέφερε ανιχνεύσεις ηλιακών νετρίνων που ευνοούν οριακά την υψηλότερη, 1,8% εκτίμηση της μεταλλικότητας του Ήλιου.
Εάν αυτή η εκτίμηση για την υψηλή μεταλλικότητα είναι πράγματι σωστή, εγείρονται ερωτήματα σχετικά με το τι ακριβώς πήγε λάθος με τις φασματοσκοπικές μετρήσεις του Asplund και των συνεργατών του. "Εάν το πρόβλημα είναι με την φασματοσκοπία, τότε πιθανόν να κάνουμε παρόμοια λάθη όταν αναλύουμε άλλα αστέρια", ανέφερε, οι οποίες θα επηρέαζαν τις ερμηνείες της χημικής εξέλιξης των αστεριών και των γαλαξιών όπως ο Γαλαξίας μας.
Ο Asplund, όμως, επιμένει με τη φασματοσκοπική του εκτίμηση του 1,3%. Επισημαίνει μια μελέτη του 2015 , στην οποία φαίνεται ότι τα μέταλλα θα μπορούσαν να αυξήσουν την αδιαφάνεια ακόμη περισσότερο από ότι προηγουμένως πιστεύονταν σε συνθήκες υψηλής πίεσης οι οποίες επικρατούν στον πυρήνα του Ήλιου. Ο Asplund δήλωσε οτι : "Η διόρθωση για αυτή τη διαφορά στο Τυποποιημένο Ηλιακό Πρότυπο θα μπορούσε να οδηγήσει τις εκτιμήσεις Ηλιοσεισμολογίας και νετρίνων για την μεταλλικότητα στο 1,3% ".
Τα επόμενα χρόνια, η ομάδα του Borexino αναμένεται να ανιχνεύσει σπάνια ηλιακά νετρίνα που παράγονται στον κύκλο CNO, μια αντίδραση σύντηξης στον Ήλιο στην οποία άτομα Άνθρακα, Αζώτου και Οξυγόνου χρησιμεύουν ως καταλύτες για τη σύντηξη Υδρογόνου σε Ήλιο. "Τα νετρίνα του κύκλου αντιδράσεων σύντηξης CNO επηρεάζονται σημαντικά από τη μεταλλικότητα, οπότε η μέτρηση αυτών των νετρίνων μπορεί να είναι καθοριστική", δήλωσε ο Andrea Pocar, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Amherst της Μασαχουσέτης, και μέλος της συνεργασίας Borexino.
Εάν αποδειχθεί ότι ο Ήλιος είναι στην πραγματικότητα μόνο 1,3% μεταλλικός, αυτό σημαίνει ότι το Τυποποιημένο ηλιακό Πρότυπο έχει πραγματικά λάθος στον όρο "αδιαφάνεια". "Αυτό επηρεάζει ουσιαστικά όλη την Αστρονομία", δήλωσε ο Asplund, "αφού η ακριβής κατανόηση της αστρικής εξέλιξης στηρίζει σχεδόν ότι κάνουμε." Οι εκτιμώμενες ηλικίες των άστρων και των γαλαξιών θα πρέπει να αναθεωρηθούν κατά 10 έως 15 τοις εκατό. Δυστυχώς για τον ίδιο τον Ήλιο (και τη μελλοντική ζωή στη Γη), τα αστέρια χαμηλής μεταλλικότητας καταναλώνουν τα καύσιμα τους ταχύτερα από τα αστέρια υψηλής μεταλλικότητας, οπότε ο Ήλιος μας θα φθάσει στο τέλος του περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια νωρίτερα από όσο νομίζαμε.
Δείτε ενα βίντεο στο οποίο ο καθηγητής επιστημονικής φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (Τμήμα Φιλοσοφίας) David Benjamin Kaplan αφηγείται εν συντομία τη γέννηση του Ηλιακού μας συστήματος. Είναι σε μορφή έως 4k, και 360VR για όσους διαθέτουν λογισμικό και συσκευή απεικόνισης εικονικής πραγματικότητας.
Σημειώστε εδώ οτι Επιστήμη και Φιλοσοφία είναι δύο αλληλένδετα μεταξύ τους στοιχεία.
Για Ελληνικούς Υπότιτλους επιλέξτε στη κάτω δεξιά μπάρα: Υπότιτλοι-Ρυθμίσεις-Υπότιτλοι- Αυτόματη μετάφραση-Ελληνικά. Η ποιότητα είναι κάπως ικανοποιητική.
Το άρθρο αυτό ανατυπώθηκε από τον ιστότοπο TheAttictic.com.
Στοιχεία για τον Ήλιο από τη Βικιπαίδεια :
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%89%CE%BB%CE%B9%CE%BF%CF%82
--------------------*--------------------
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις
ομάδες μας στο Facebook:
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου
(οι λέξεις με τα κόκκινα γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το
πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com
η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια
δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα
αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την
σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη
στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς
την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με
την πηγή του άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν
υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του
άρθρου.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy
