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　　近期，中國科學院云南天文臺恒星物理組張錢生、李焱與丹麥奧胡斯大學教授Christensen-Dalsgaard Joergen合作，詳細研究了對流超射、太陽風和主序前吸積對太陽結(jié)構(gòu)演化模型的影響，基本解決了“太陽豐度問題”這一困擾國際恒星物理界十余年的難題。8月20日，美國天文學會的《天體物理學雜志》（The Astrophysical Journal）發(fā)表了他們的最新研究成果。

　　“太陽豐度問題”是指，采用最新的太陽化學組成的測定結(jié)果以后，基于標準恒星演化理論預言的標準太陽模型的多方面性質(zhì)（對流層底部位置、表面氦豐度和鋰豐度，以及內(nèi)部聲速和密度輪廓）與觀測不符合。自從2004年采用3D對流大氣模型擬合太陽譜線得到低金屬豐度之后，該問題一直存在至今，長達十余年內(nèi)，國際恒星物理學家都未能構(gòu)建全面符合觀測的太陽結(jié)構(gòu)演化模型。由于太陽是精細檢驗恒星演化理論的最佳對象，標準太陽模型與觀測存在多方面不符合，說明了當前恒星演化理論存在嚴重缺陷。

　　此問題的難度在于太陽模型的觀測限制很多，而且觀測精度很高，因而難以構(gòu)建全面符合觀測的太陽模型。通過對模型中存在的問題的逐一分析和全盤考慮，文章作者提出，在恒星演化理論中考慮對流超射、太陽風和主序前吸積這三個標準理論中忽略的物理過程，有可能全面改進太陽模型。

　　文章作者對三種額外物理過程建立了物理模型，并計算了各種參數(shù)下的太陽演化模型，發(fā)現(xiàn)當主序前吸積物質(zhì)為貧氦情況時，太陽模型可以被顯著改進。一個典型的改進模型（TWA）的性質(zhì)如下圖和表所示。

　　圖中顯示了標準太陽模型（SSM09Ne和SSM09）和改進太陽模型（TWA）的聲速(a)和密度(b)與日震學反演的偏差，表中顯示了標準太陽模型和改進太陽模型的表面氦豐度Ys、對流層底部深度Rbc、表面鋰豐度A(Li)以及在地球測量太陽各種核反應中微子流量的理論值和觀測值?？梢钥吹?，改進模型TWA已經(jīng)與太陽觀測結(jié)果全面符合。

　　該研究揭示了標準恒星演化理論中忽略的某些物理過程能夠產(chǎn)生的重要作用，首次指出太陽風對于太陽模型的構(gòu)建是不可忽略的，首次提出主序前的物質(zhì)吸積可能是非均質(zhì)的，并且基本解決了“太陽豐度問題”這一存在十余年的難題。

　　該研究工作得到國家自然科學基金群體、重點、面上項目、中科院青年創(chuàng)新促進會和西部之光項目的支持。

　　論文鏈接

圖1 太陽模型的聲速(a)和密度(b)與觀測值的相對偏差，橫坐標為距離太陽中心的相對半徑

　　表1 太陽模型的性質(zhì)：上半部分包括太陽模型的表面氦豐度Ys、對流層底部深度Rbc、表面鋰豐度A(Li)，下半部分為在地球測量太陽各種核反應中微子流量