太可怕了太阳中心有个“洞”！

太阳中间有个“洞”

比来，天文学家发现，太阳的中间有约1500倍地球质量的物质消逝了，它们完全找不到了，在那边呈现了一个“洞”。我们之前的理论和不雅测都认为那边不该该有“洞”，但在比来，经由过程对太阳加倍细心地阐发后发现，那边确实有个“洞”。这可是一个很年夜的麻烦，它摆荡了我们对太阳的根基理解。

太阳之所以主要，不仅仅是因为它为地球上的生命供给了光和热，它仍是我们理解更广漠宇宙的钥匙。我们把太阳看成一个主要的参考，借此可以阐发出其他恒星的亮度、春秋等信息，还可以阐发出它们四周是否有近似地球的行星。若是我们对太阳理解错了，那么对所有的恒星理解都错了。

问题是怎么发生的呢？要想理解这个，我们起首来领会一下我们是若何知道太阳内部构成的。

借助于日震和光谱

要弄清晰太阳内部并不那么轻易，究竟结果，我们不克不及去那边收集个样品。此刻，本家儿要有两种方式来调查太阳内部。一种方式是研究日震，即经由过程不雅测太阳概况的振动来阐发。振动凡是是太阳内部能量标的目的外释放引起的，而太阳的内部布局以及它的当作分对这些能量若何释放起到了决议性的感化。天文学家可以借助太阳探测器来对日震进行阐发，进而获得太阳内部的信息。

另一种方式则是研究太阳的光谱。天文学家会借助高科技的棱镜获得太阳的光谱，并在光谱平分析各类化学元素在光谱中留下的怪异谱线，进而阐发出太阳内部的构成。

多年来，日震学家和光谱学家所获得的阐发成果是完全不异的，他们都认为，太阳是由一个庞大而密集的球体，年夜约在46亿年前形当作的，本家儿如果氢和氦组成的，除此之外，太阳还有其他更重的元素，包罗氧、碳、铁、氖、氮、硅、镁和硫等。为了简单起见，天文学家把所有这些重元素都称之为“金属”。它们分离在太阳内部，其质量略低于太阳总质量的2%。尽管它们的含量不多，但这些金属对太阳的各类勾当都起到了很主要的影响。

消逝的金属

在上个宿世纪90年月末期，瑞典天文学家马丁·阿斯普伦德起首注重到，这幅太阳的画面并不完全准确。他那时在研究太阳外层物质的活动，这个研究的需要步调是对太阳光谱进行加倍细心的阐发。

那时，光谱学家研究恒星概况时，采用的数学模子是半斤八两简单的，他们只把太阳概况当当作一个一维的圆圈罢了。但事实上，太阳的概况是三维的：它不只是一个球体的二维概况，就像地壳一样，它还有厚度。阿斯普伦德操纵超等计较机建了太阳的模子，把将太阳的概况积和厚度都考虑进去。在2009年，他给出了一个令人受惊的成果：太阳中约1/4的金属都无法再找到了，消逝的金属质量年夜约是地球质量的1500倍。

若是阿斯普伦德是对的，这意味着那些日震学家所做的一切都是错的。但这怎么可能呢？所以，那时其他天文学家都认为，是阿斯普伦德弄错了。然而，没有人可以或许给出合理的证据来否认他的研究成果。

跟着时候的流逝，阿斯普伦德的研究成果越来越受到同业的存眷，他的论文已经当作为天文学范畴中引用次数最多的论文之一。究竟结果，若是他的成果是对的话，那么会对于太阳以及其他恒星的理解有很年夜的影响。

那么，该怎么诠释他的成果呢？

若是能级可以改变

面临阿斯普伦德的研究成果，一些天文学家起头质疑那些我们持久信觉得真的假设。以色列耶路撒冷希伯来年夜学的物理学家多伦·盖兹特就是此中的一位。他认为，阿斯普伦德的成果可能是准确的，但那些缺掉的金属并不是真的消逝了，它们仍然存在，只不外它们没有像预期的那样表示出来。

盖兹特暗示，问题的关头在于原子的能级。我们知道，原子是由原子核以及环绕在原子核四周的电子组成的，而原子内的电子只能在特心猿意马的、分立的轨道上活动，各个轨道上的电子具有分立的能量，这些能量值即为能级。电子轨道离原子核越远，其能级就越高。

电子可以经由过程接收或辐射出光子，从一个轨道跃迁到另一个更高或更低的轨道上，但接收或辐射出的光子的能量，需要切确等于两个能级间的能量差值。光子的能量由它的频率来决议，所以，一种元素的原子可以接收或辐射出特心猿意马频率的光子。而当天文学家经由过程光谱阐发太阳光时，会发现一些频率上光的强度会削弱，在光谱中上留下很多谱线，这其实就是太阳内的原子接收了特心猿意马频率光子造当作的。天文学家可以按照这些谱线，阐发出是哪种原子接收了这些光子，进而知道太阳的化学元素构成。

凡是来说，原子内各个电子轨道的能级是不会发生转变的。但在太阳焦点的极高温度和压强下，原子的热活动比正常环境下更猛烈。这种猛烈的热活动会使得原子中一些轨道的能级发生改变，这就改变了原子所能接收（或辐射）的光子能量，使得一些元素在光谱上留下的谱线变得跟正常环境纷歧样。盖兹特认为，若是轻忽这种效应，那么经由过程光谱阐发太阳内部构成时，就会获得错误的结论。

要想验证盖兹特的理论，独一方式是不雅察在与太阳内部近似的温度和压强下与光子彼此感化的原子。一个看似不成能的使命，可是对于美国桑地亚国度尝试室而言，这不是什么问题。该尝试室的Z脉冲功率举措措施（简称Z机），可以让样品在短时候内表露于极端温度和压强的情况中。在2015年发布的一系列尝试中，科学家把一块只有4毫米厚的铁片表露在Z机内，并让Z机发生近似于太阳内部的温度和压强。成果显示，在这种极端前提下，样品内铁原子的电子轨道能级确实发生了转变。

可是，要想获得强有力的证据，需要在各类极端前提下来测试太阳内每种金属原子能级的转变。也就是说，我们还需要进行良多次的尝试，而今朝还很难说盖兹特的理论就能解决问题。

用暗物质来填补

若是不是能级的转变引起的，也许另一种物质可以填补太阳中的“洞”。究竟结果，操纵光谱来研究太阳，只能检测发生或接收辐射的物质，而占宇宙约27%的暗物质，既不克不及发生也不克不及接收辐射，这个属性使得暗物质当作为填补太阳中的“洞”的合理候选者。

让约1500倍地球质量的暗物质储蓄积累在太阳中间，并不是一件不成思议的工作。像所有其他形式的物质一样，暗物质也受到引力的感化。也许，当我们的星系在太空中迟缓观光时，我们碰着的任何暗物质都可能被吸引到太阳的中间。一些天文学家认为，被暗物质填补之后，其成果就有可能与经由过程日震学获得的成果相匹配。

不外，很多天文学家对引入暗物质来诠释太阳缺掉的金属仍持思疑立场。也许，解决争议的最简单方式，就是采用一种全新的方式，对太阳内部进行一次测量。

借助于中微子

一种新的方式是，经由过程不雅测中微子来阐发太阳内部。中微子是一种质量很小的粒子，太阳中微子本家儿要来历于其内部发生的核聚变。

太阳发生的中微子数目很是多，地球面标的目的太阳的区域每秒在每平方厘米上会有约650亿个来自太阳的中微子以接近光速的速度穿过。绝年夜大都中微子是太阳外层氢元素聚变时发生的，不外，100个中微子中年夜约有一个是碳氮氧轮回发生的。此中，碳氮氧轮回是一种有碳、氮和氧元素介入的聚变过程，一般发生在太阳焦点处。经由过程测量这种中微子抵达地球某一区域的数目，我们就可以推算出太阳发生这种中微子的总量，并以此猜测出太阳中金属的含量。

这是一种与日震学、光谱学分歧的探测方式，也许它可以或许真正解决问题。不外，中微子自己就难以被检测到，并且这里还有个年夜麻烦——碳氮氧轮回发生的中微子与通俗的中微子看起来很是相似，这得需要一种活络度更高的可收集更多中微子的探测器，才能有机遇分辩出碳氮氧轮回发生的中微子。

今朝，我们最年夜的但愿依靠于在一台位于加拿年夜的名为SNO+的新型中微子探测器上，它装备一个庞大的液体储罐，傍边微子经由过程时，这个液体储罐就会发出蓝光。SNO+比其他探测器更年夜，埋在地下更深，能隔离更多的其他粒子，并可以或许探测到更多的中微子。

当SNO+正式运行时，它就能借助探测中微子窥见太阳的焦点。也许，该探测器可以证实阿斯普伦德的结论，或发现太阳阿谁“洞”底子不存在，或发现太阳中的“洞”可能比预想的更年夜。

事实成果若何，让我们拭目以待。