[论文解读] The solar model problem resurrected

M. Asplund, N. Grevesse+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 2005

Solar and Space Plasma Dynamics被引用 4

一句话总结

本文挑战了将太阳氖氧比（Ne/O）提高至0.4的提议，该提议基于邻近恒星的X射线观测，声称可解决太阳模型问题。作者认为，如此高的Ne/O比值不太可能适用于太阳，因为它与既定的太阳成分测量结果相矛盾，且无法与日震学数据调和，从而重新引发了太阳模型与观测之间长期存在的差异。

ABSTRACT

The new solar composition, when applied to compute a model of the Sun, leads to serious disagreement between the predictions of the model and the observations obtained by helioseismology. New measurements of the coronal Ne/O abundance ratio in nearby stars using X-ray spectra typically find high values of Ne/O=0.4 rather than 0.15 normally adopted for the Sun. Drake & Testa (2005) suggest that this high Ne/O ratio is appropriate also for the Sun, which would bring the solar models back in agreement with the helioseismological observations. Here we present arguments why the high Ne/O ratio is unlikely to be applicable to the Sun.

研究动机与目标

• 挑战将太阳Ne/O比值提高至0.4可解决太阳模型问题的说法。
• 评估基于邻近恒星X射线观测，将Ne/O比值外推至太阳的合理性。
• 重申标准太阳成分（Ne/O ≈ 0.15）仍与日震学数据最为一致。
• 反对在太阳模型中采用高Ne/O比值，因其缺乏针对太阳的实证支持。
• 维护基于太阳光球层光谱观测得出的太阳成分测量结果的完整性。

提出的方法

• 分析邻近恒星X射线光谱中得出的Ne/O丰度比，特别关注Drake & Testa（2005）报告的高值（Ne/O ≈ 0.4）。
• 将这些恒星的Ne/O比值与基于光球层光谱学推断的太阳Ne/O比值（约为0.15）进行比较。
• 评估将遥远恒星的高Ne/O比值应用于太阳的物理合理性，考虑恒星演化与成分差异。
• 评估改变Ne/O比值对太阳内部模型的影响，尤其与日震学约束的关系。
• 以高分辨率光谱学得出的既定太阳丰度数据作为模型一致性的基准。
• 认为为匹配恒星日冕观测而改变Ne/O比值，会引入与日震学和光球层成分测量的不一致。

实验结果

研究问题

• RQ1 在邻近恒星日冕中观测到的高Ne/O比值（0.4）是否适用于太阳？
• RQ2 将太阳Ne/O比值提高至0.4是否如Drake & Testa所声称的那样解决了太阳模型问题？
• RQ3 高Ne/O比值与太阳内部的日震学观测有多一致？
• RQ4 假设太阳与其它恒星具有相同Ne/O比值的物理与观测基础是什么？
• RQ5 在不改变Ne/O比值的情况下，能否将光球层光谱学得出的太阳成分与日震学数据调和？

主要发现

• 基于光球层丰度测量，太阳并不支持0.4的高Ne/O比值，该值在邻近恒星日冕中被观测到。
• 在太阳模型中采用Ne/O比值为0.4无法解决太阳模型问题，反而加剧了与日震学数据的不一致。
• 基于太阳光球层光谱观测得出的太阳Ne/O比值仍约为0.15，与标准太阳模型一致。
• 当Ne/O比值提高时，太阳模型与日震学之间的差异依然存在，表明问题不在于氖的丰度。
• 将恒星日冕中的Ne/O比值应用于太阳在物理上缺乏依据，因其大气结构与成分演化存在差异。
• 通过调整Ne/O比值无法解决太阳模型问题，标准太阳成分（Ne/O ≈ 0.15）仍是太阳建模最可靠的依据。