کشف رفتار عجیب آهن در قلب خورشید برای نخستین بار

محققان آزمایشگاه‌های ملی ساندیا با تولید شرایط خورشید برای اولین بار توانسته‌اند بطور تجربی آمار و ارقامی را که توسط نظریه‌پردازان برای توصیف نقش اصلی آهن در گذار نور خورشید از هسته به سطح رادیواکتیو آن مورد استفاده است، اصلاح کنند.

به گزارش بولتن نیوز،محققان دستگاه Z در آزمایشگاه‌های ملی ساندیا با کار در دماهای مشابه بخش داخلی خورشید توانستند برای اولین بار در تاریخ نقش آهن را در مهار عبور انرژی از مرکز خورشید به نزدیکی لبه نوار تابشی تعیین کنند.

از آنجایی که این نقش بسیار بزرگتر از تصورات و توضیحات پیشین است، روشن‌سازی کدری نقش آهن بویژه ظرفیت آن برای مانع شدن از انتقال انرژی خورشیدی که از واکنش‌های همجوشی هسته‌ای در اعماق درون خورشید نشات گرفته، به حل یک شکاف نظری در مدل استاندارد خورشیدی کمک خواهد کرد که بطور گسترده توسط فیزیکدانان نجومی به عنوان پایه‌ای برای مدلسازی رفتار ستارگان مورد استفاده است.

به گفته محققان، اطلاعات بدست آمده توسط آنها زمانی که به مدل نظری الحاق می‌شود، هم‌ترازی پیش‌بینی‌های آن را با مشاهدات فیزیکی بیشتر می‌کند.

شکاف بین مدل و مشاهدات در سال 2000 ایجاد شد که در آن، تحلیل طیف در حال ظهوری از خورشید، دانشمندان را مجبور به کاهش 30 تا 50 درصدی برآوردهایشان در مورد عناصر جاذب انرژی مانند اکسیژن، نیتروژن و کربن کرد.

این کاهش فراوانی بدین معنی است که انرژی آسانتر از پیش‌بینی‌های قبل به لبه تابشی خورشید می‌رسد. این تعریف منجر به ایجاد ایهامی در ساختار نظری ستاره و ساختار سنجیده شده آن شد که بر اساس متغیرهای دما و چگالی در مناطق مختلف اندازه‌گیری می‌شود.

دانشمندان برای مطابقت دادن مدل با مشاهداتشان نیازمند راهی برای متوازن کردن کاهش مقاومت در برابر انتقال تابش ناشی از مقادیر کاهش‌یافته عناصر بودند.

آنها در آزمایشی 10 ساله دریافتند برآورد فیزیک نجومی در مورد کدری وابسته به طول موج آهن باید بین 30 تا 400 درصد افزایش یابد. این تفاوت نشانگر عدم قطعیت بزرگی نبوده، بلکه بیشتر نشان می‌دهد که چه میزان کدری آهن با طول موج تابش متفاوت است.

دستگاه Z ساندیا به شبیه‌سازی دمای داخلی خورشید در حدود 2.1 میلیون درجه سلسیوس در هدفی به اندازه یک دانه ماسه می‌پردازد.

اکنون دانشمندان بر درک این امر تمرکز دارند که چرا مدلهای پیشین، کدری کمتری برای آهن در دماهای بالا پیش‌بینی کرده‌اند. آن‌ها به انجام آزمایشات مشابه بر روی نیکل و کروم – عناصری که از لحاظ شیمیایی مشابه آهن هستند – خواهند پرداخت.

نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.