Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

26.05.2022
12:11

Новые расчеты солнечного спектра разрешают десятилетние споры о химическом составе Солнца

    Что делать, когда испытанный и верный метод определения химического состава Солнца противоречит инновационной, точной методике картирования его внутренней структуры? Именно с такой ситуацией столкнулись астрономы, изучающие Солнце, пока Екатерина Магг, Мария Бергеманн и их коллеги не опубликовали новые расчеты, которые разрешили кажущееся противоречие.

    Десятилетний кризис солнечного изобилия - это конфликт между внутренней структурой Солнца, определенной по солнечным колебаниям (гелиосейсмология), и структурой, вытекающей из фундаментальной теории звездной эволюции, которая, в свою очередь, опирается на измерения химического состава современного Солнца. Новые расчеты физики солнечной атмосферы дают обновленные результаты для обилия различных химических элементов, которые разрешают конфликт. Примечательно, что Солнце содержит больше кислорода, кремния и неона, чем считалось ранее. Используемые методы также обещают значительно более точные оценки химического состава звезд в целом.

    Астрохимия с использованием спектров

    Проверенным и надежным методом, о котором идет речь, является спектральный анализ. Чтобы определить химический состав нашего Солнца или любой другой звезды, астрономы обычно обращаются к спектрам: радужному разложению света на различные длины волн. Звездные спектры содержат заметные, резкие темные линии, впервые замеченные Уильямом Волластоном в 1802 году, знаменито переоткрытые Йозефом фон Фраунгофером в 1814 году и идентифицированные Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном в 1860-х годах как признаки, указывающие на присутствие определенных химических элементов.

    Новаторская работа индийского астрофизика Мегхнада Саха в 1920 году связала силу этих "линий поглощения" со звездной температурой и химическим составом, что послужило основой для наших физических моделей звезд. Сесилия Пейн-Гапошкина поняла, что звезды, подобные нашему Солнцу, состоят в основном из водорода и гелия, а более тяжелые химические элементы содержатся в незначительных количествах.

    Солнечные колебания, которые рассказывают другую историю

    Основополагающие расчеты, связывающие спектральные особенности с химическим составом и физикой звездной плазмы, с тех пор имеют решающее значение для астрофизики. Они стали основой столетнего прогресса в нашем понимании химической эволюции Вселенной, а также физической структуры и эволюции звезд и экзопланет. Именно поэтому для нас стало шоком, когда по мере получения новых данных наблюдений, дающих представление о внутренней работе нашего Солнца, оказалось, что различные части головоломки не подходят друг к другу.

    Современная стандартная модель солнечной эволюции калибруется с помощью известного (в кругах физиков Солнца) набора измерений химического состава солнечной атмосферы, опубликованного в 2009 году. Но в ряде важных деталей реконструкция внутренней структуры нашей любимой звезды, основанная на этой стандартной модели, противоречит другому набору измерений: гелиосейсмическим данным, то есть измерениям, которые очень точно отслеживают минутные колебания Солнца в целом - то, как Солнце ритмично расширяется и сжимается в характерных паттернах на временных масштабах от секунд до часов.

    Подобно тому, как сейсмические волны дают геологам важнейшую информацию о недрах Земли, или как звук колокола содержит информацию о его форме и свойствах материала, гелиосейсмология дает информацию о недрах Солнца.

    Кризис солнечного изобилия

    Высокоточные гелиосейсмические измерения дали результаты о внутренней структуре Солнца, которые противоречили стандартным моделям Солнца. Согласно гелиосейсмологии, так называемая конвективная область внутри нашего Солнца, где материя поднимается и снова опускается, подобно воде в кипящем котле, оказалась значительно больше, чем предсказывала стандартная модель. Скорость звуковых волн в нижней части этой области также отклоняется от предсказаний стандартной модели, как и общее количество гелия в Солнце. В довершение всего, некоторые измерения солнечных нейтрино - мимолетных элементарных частиц, которые трудно обнаружить и которые достигают нас непосредственно из областей солнечного ядра, - также были несколько отклонены по сравнению с экспериментальными данными.

    Астрономы столкнулись с тем, что вскоре стали называть "кризисом солнечного изобилия", и в поисках выхода из этой ситуации выдвигались самые разные предложения - от необычных до откровенно экзотических. Может быть, Солнце присоединило к себе бедный металлами газ на этапе формирования планет? Переносится ли энергия пресловутыми невзаимодействующими частицами темной материи?

    Расчеты за пределами локального теплового равновесия

    Недавно опубликованное исследование Екатерины Магг, Марии Бергеманн и их коллег позволило разрешить этот кризис, пересмотрев модели, на которых основаны спектральные оценки химического состава Солнца. Ранние исследования того, как создаются спектры звезд, опирались на так называемое локальное тепловое равновесие. Они предполагали, что локально энергия в каждой области атмосферы звезды успевает распределиться и достичь своего рода равновесия. Это позволило бы присвоить каждой такой области температуру, что привело бы к значительному упрощению расчетов.

    Но уже в 1950-х годах астрономы поняли, что эта картина слишком упрощена. С тех пор все больше и больше исследований включали в себя так называемые Non-LTE расчеты, отбрасывая предположение о локальном равновесии. Расчеты Non-LTE включают подробное описание того, как происходит обмен энергией в системе - атомы возбуждаются фотонами или сталкиваются, фотоны испускаются, поглощаются или рассеиваются. В звездных атмосферах, где плотность слишком мала, чтобы позволить системе достичь теплового равновесия, такое внимание к деталям оправдывает себя. Там Non-LTE расчеты дают результаты, которые заметно отличаются от их локально-равновесных аналогов.

    Применение Non-LTE к солнечной фотосфере

    Группа Марии Бергеманн в Институте астрономии Макса Планка является одним из мировых лидеров, когда речь идет о применении расчетов Non-LTE к звездным атмосферам. В рамках работы над докторской диссертацией в этой группе Екатерина Магг задалась целью более детально рассчитать взаимодействие излучения вещества в солнечной фотосфере. Фотосфера - это внешний слой, где исходит большая часть солнечного света, а также где линии поглощения отпечатываются на солнечном спектре.

    В этом исследовании они отследили все химические элементы, которые имеют отношение к текущим моделям того, как звезды эволюционировали с течением времени, и применили несколько независимых методов для описания взаимодействия между атомами Солнца и его радиационным полем, чтобы убедиться в согласованности результатов. Для описания конвективных областей нашего Солнца они использовали существующие симуляции, которые учитывают как движение плазмы, так и физику излучения ("STAGGER" и "CO5BOLD"). Для сравнения со спектральными измерениями они выбрали набор данных с наивысшим доступным качеством: солнечный спектр, опубликованный Институтом астро- и геофизики Геттингенского университета. "Мы также уделили большое внимание анализу статистических и систематических эффектов, которые могли бы ограничить точность наших результатов", - отмечает Магг.

    Солнце с большим количеством кислорода и более тяжелых элементов

    Новые расчеты показали, что связь между обилием этих важнейших химических элементов и силой соответствующих спектральных линий значительно отличается от того, что утверждали предыдущие авторы. Следовательно, химическое изобилие, которое следует из наблюдаемого солнечного спектра, несколько иное, чем утверждалось в предыдущем анализе.

    "Мы обнаружили, что, согласно нашему анализу, Солнце содержит на 26% больше элементов тяжелее гелия, чем предполагали предыдущие исследования", - объясняет Магг. В астрономии такие элементы тяжелее гелия называются "металлами". Только порядка тысячной доли процента всех атомных ядер на Солнце являются металлами; именно это небольшое число изменилось на 26% от прежнего значения". Магг добавляет: "Значение для обилия кислорода оказалось почти на 15% выше, чем в предыдущих исследованиях". Новые значения, однако, хорошо согласуются с химическим составом примитивных метеоритов ("хондритов CI"), которые, как считается, представляют химический состав очень ранней Солнечной системы.

    Кризис разрешен

    Когда эти новые значения используются в качестве исходных данных для текущих моделей структуры и эволюции Солнца, загадочное расхождение между результатами этих моделей и гелиосейсмических измерений исчезает. Глубокий анализ Магга, Бергеманна и их коллег того, как образуются спектральные линии, с опорой на значительно более полные модели лежащей в основе физики, позволяет разрешить кризис солнечного изобилия.

    Мария Бергеманн говорит: "Новые модели Солнца, основанные на нашем новом химическом составе, более реалистичны, чем когда-либо прежде: они создают модель Солнца, которая согласуется со всей имеющейся у нас информацией о современной структуре Солнца - звуковые волны, нейтрино, светимость и радиус Солнца - без необходимости использования нестандартной, экзотической физики в солнечных недрах".

    В качестве дополнительного бонуса, новые модели легко применить к звездам, отличным от Солнца. В то время, когда масштабные исследования, такие как SDSS-V и 4MOST, предоставляют высококачественные спектры для все большего числа звезд, такой прогресс действительно ценен - он ставит будущие анализы звездной химии с их более широкими последствиями для реконструкции химической эволюции нашего космоса на более прочную основу, чем когда-либо прежде.

    Исследование "Наблюдательные ограничения на происхождение элементов. IV: стандартный состав Солнца", опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

    По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220524180440

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

26.05.2022
12:06

Рой спутников обнаруживает магнитные волны, которые охватывают внешнюю часть внешнего ядра Земли

26.05.2022
11:28

Исследование дает рентгеновское представление об активном ядре галактики NGC 4258

26.05.2022
11:25

Астрономы обнаружили скрытую сокровищницу массивных черных дыр

26.05.2022
11:21

NGC 541 - эллиптическая галактика на новом снимке Хаббла

26.05.2022
11:18

Исследователи выявили полушарную асимметрию долгосрочной активности солнечных пятен

26.05.2022
11:11

Звезды тяжелее, чем мы думали раньше

25.05.2022
22:26

Когда люди будут летать на Сатурн?

25.05.2022
22:25

Когда люди будут летать на Сатурн?

25.05.2022
20:49

"Что-то вроде исповеди?" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

25.05.2022
20:42

«Спектр-РГ» впервые увидел «огненный шар» новой звезды

25.05.2022
20:10

Астрономы заподозрили Цереру в миграции из внешней Солнечной системы

25.05.2022
19:58

Древнейшим свидетельствам пребывания людей в Арктике оказалось 40 тысяч лет

25.05.2022
19:38

Учёные создали зеркало из алмаза, которое не сгорело под сверхмощным лазером

25.05.2022
19:34

Китай намерен создать телескоп для поиска инопланетной жизни на расстоянии до 32 световых лет от Земли

24.05.2022
09:48

"Предатели России. Второй заход" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

23.05.2022
15:28

Российские специалисты создали математическую модель остановки света

23.05.2022
15:07

Хаббл смотрит вглубь Игольного ушка на фотографии карликовой спиральной галактики

23.05.2022
15:03

Новый спектрометр на борту МКС будет изучать пыль в атмосфере Земли

23.05.2022
13:31

Как МАСТЕР сторожил жар-птицу Быстрых Радио-Всплесков.

<< 71|72|73|74|75|76|77|78|79|80 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList