Die Forscher haben eine innovative Methode mithilfe der Heliosesmologie Pionierarbeit zur Messung der Sonneneinstrahlungsunterstützung unter extremen Bedingungen geleistet. Diese bahnbrechende Arbeit, veröffentlicht in NaturkommunikationNicht nur Lücken in unserem Verständnis der Atomphysik zeigt, sondern bestätigt auch die jüngsten experimentellen Ergebnisse, wodurch neue Perspektiven in der Astrophysik und Kernphysik eröffnet werden.
Die Heliosismologie ist eine Disziplin, die sich der Untersuchung der akustischen Oszillationen der Sonne widmet und es uns ermöglicht, das Innere unseres Sterns mit bemerkenswerter Präzision zu untersuchen. Durch die Analyse dieser Wellen ist es möglich, grundlegende Parameter wie Dichte, Temperatur und chemische Zusammensetzung des Plasma der Sonne zu rekonstruieren – wesentliche Elemente zum Verständnis, wie unser Stern funktioniert und sich weiterentwickelt. Diese Methode verwandelt die Sonne in ein echtes astrophysikalisches Labor und liefert wichtige Daten für die Verfeinerung von Sternmodellen und das bessere Verständnis der Entwicklung von Sternen im Universum.
Eine neue internationale Studie unter der Leitung von Gaël Buldgen, einem Forscher an der Universität von Libes, hat heliosismische Techniken eingesetzt, um eine unabhängige Messung der Absorption von hochenergetischer Strahlung durch das Sonnenplasma in den tiefen Schichten seiner Struktur zu ermöglichen. Diese kollaborative Arbeit wirft ein neues Licht auf die Sonneneinstrahlungsunfähigkeit, eine entscheidende physikalische Menge zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen Materie und Strahlung unter den extremen Bedingungen des Innenraums der Sonne. Die Ergebnisse bestätigen Beobachtungen, die in amerikanischen Labors wie den Sandia National Laboratories und den laufenden Bemühungen im Nationalen Labor von Livermore durchgeführt wurden, und zeigen gleichzeitig anhaltende Lücken in unserem Verständnis der Atomphysik und Unterschiede zwischen den Vorhersagen von Forschungsgruppen im Los Alamos National Laboratory, dem Ohio State University und das Forschungszentrum des CEA Paris-Saclay in Frankreich.
Beispiellose Präzision bei der Sternmodellierung
Das wissenschaftliche Team verwendete fortschrittliche numerische Tools, die bei Uliège entwickelt wurden, und stützte sich auf das Fachwissen der Universität in Heliosismologie und Sternmodellierung. „Indem wir die akustischen Wellen der Sonne mit beispiellose Präzision erkennen, können wir die internen Eigenschaften unseres Sterns in ähnlicher Weise rekonstruieren, wie wir die Eigenschaften eines Musikinstruments aus den Geräuschen abgeben würden“, erklärt Gaël Buldgen.
Die Präzision von heliosismischen Messungen ist außergewöhnlich: Sie ermöglichen es uns, die Masse eines kubischen Zentimeters der Materie in der Sonne zu schätzen, wobei eine Genauigkeit die einer hochpräzisen Küchenskala übertrifft, ohne die Angelegenheit jemals zu sehen oder zu berühren. Die am Ende des 20. Jahrhunderts entwickelte Heliosismologie hat eine wichtige Rolle bei der Förderung der grundlegenden Physik gespielt. Insbesondere hat es zu wichtigen Entdeckungen wie Neutrino -Oszillationen beigetragen, die der Nobelpreis 2015 anerkannte. Diese Fortschritte zeigten, dass Solarmodelle nicht für den Ursprung dieses Phänomens verantwortlich waren. Bei der Überarbeitung der solaren chemischen Zusammensetzung im Jahr 2009 waren jedoch Anpassungen erforderlich, die im Jahr 2021 bestätigt wurden. Diese Überarbeitung verursachte eine Krise in Solarmodellen, die nicht mehr mit den heliosismischen Beobachtungen übereinstimmte.
Um diese Herausforderung zu befriedigen, wurden fortschrittliche Tools an der University of Liège entwickelt, zunächst im Rahmen der Doktorarbeit (1) und dann durch internationale Kooperationen in Birmingham und Genf angereichert. Diese Instrumente haben es ermöglicht, die internen thermodynamischen Bedingungen der Sonne noch einmal zu besuchen und ein Problem wieder zu öffnen, das die wissenschaftliche Gemeinschaft etwas vernachlässigt hatte. Gleichzeitig hob die Arbeit von James Bailey im Sandia National Laboratory 2015 die entscheidende Rolle der Strahlungsunfähigkeit hervor. Die ersten experimentellen Messungen wurden erstmals mit einer gewissen Skepsis getroffen, da sie signifikante Unterschiede zu theoretischen Vorhersagen zeigten.
Die heutige heliosismische Maßnahme bietet eine wertvolle Bestätigung und ermöglicht es, die Temperatur-, Dichte- und Energieregime anzugeben, auf denen diese Experimente konzentriert werden sollten, um die Sonnenbedingungen besser zu reproduzieren. Darüber hinaus haben die Z -Maschinenexperimente, obwohl sie äußerst wertvoll sind, unerschwingliche Energie- und finanzielle Kosten. Heliosismische Messungen bieten dagegen eine wirtschaftliche und komplementäre Alternative, während die Experimentalisten für ihre Labormessungen zu optimalen Fenstern führen.
Die Auswirkungen dieser Forschung gehen weit über die Sternmodellierung hinaus. Es verbessert die Genauigkeit der theoretischen Modelle, mit denen das Alter und die Masse von Sternen und Exoplaneten geschätzt werden, wodurch zu unserem Verständnis der galaktischen Evolution und der Sternpopulationen beiträgt. „Die Sonne ist unser großer Kalibrator der Sternentwicklung, unser bevorzugtes Labor, um herauszufinden, ob wir auf dem richtigen Weg sind oder nicht. Diese Ergebnisse sind noch wichtiger, wenn wir uns auf den Start des Platon -Satelliten im Jahr 2026 vorbereiten, eines der Ziele von Dies bedeutet, dass die Sterne vom Typ Sonneneinstrahlung genauso charakterisiert werden, um bewohnbare terrestrische Planeten zu finden. Auswirkungen der Fusion Energy Research, ein wichtiges Problem bei der Entwicklung von Lösungen für saubere Energie „, fügt Gaël Buldgen hinzu.
Ein Aufruf für raffinierte theoretische Modelle
Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, bestehende Atommodelle zu verbessern, um die Diskrepanzen zwischen experimentellen Beobachtungen und theoretischen Berechnungen zu lösen. Diese Fortschritte sollten unser Verständnis der Sternentwicklung und der physikalischen Prozesse, die die Struktur und Entwicklung von Sternen regeln, neu definieren. Diese Forschung bestätigt die Position der Universität von Libes in der Spitze der astrophysikalischen Wissenschaft und zeigt die Schlüsselrolle der Heliosismologie bei der Erschließung der Geheimnisse des Kosmos.
