阿尔伯克基，新墨西哥州——在与太阳内部温度相匹配的条件下，桑迪亚国家实验室的Z机器的研究人员在历史上首次通过实验确定了铁在抑制能量从太阳中心传输到其辐射带边缘(太阳内核和外部对流区之间的太阳内部部分)方面的作用。
因为这个作用比以前推测的要大得多，新的，实验推导出的铁的不透明性的量——本质上，它阻碍太阳内部深处核聚变反应产生的辐射能量的传输的能力——有助于缩小标准太阳模型的理论差距，被天体物理学家广泛用作模拟恒星行为的基础。
“我们的数据，插入到理论模型，使其预测更接近物理观测，”桑迪亚首席研究员吉姆贝利说。他的团队的工作发表在1月1日的杂志上自然．
模型和观测结果之间的差距出现在2000年，当时对太阳光谱的分析迫使科学家将他们对氧、氮和碳等吸收能量元素的估计降低了30%到50%。
丰度的降低意味着该模型预测能量会比以前更容易到达太阳辐射边缘。这导致了这颗恒星的理论结构和测量结构之间的差异，测量结构是基于不同位置的温度和密度的变化。
为了使模型再次与观测结果一致，科学家们需要一种方法来平衡由于元素数量减少而导致的辐射传输阻力下降。
Bailey的实验小组，包括Taisuke Nagayama, Guillaume Loisel和Greg Rochau，在长达10年的艰苦实验中，发现广泛使用的天体物理学对铁的波长依赖不透明度的估计应该增加30%到400%。这种差异并不代表很大的不确定性，而是铁的不透明度随辐射波长的变化而变化。
作者在他们的论文中写道:“这大约代表了解决太阳能问题所需的平均不透明度变化的一半，尽管铁只是起作用的众多元素之一。”
获得准确的数据一直很困难，因为“恒星内部是宇宙中最神秘的地方之一，”贝利说。“它太不透明了，以至于遥远的仪器无法看到它内部并分析其中的反应，而且它太热了，无法向它发射探测器。在实验室的适当条件下进行测试也太难了。因此，描述嵌入太阳等离子体中的原子如何吸收辐射的物理学，从未经过实验验证。然而，这一过程主导着太阳内部核反应产生的能量传输到外部的方式。
“幸运的是，在我们的Z实验中，我们可以创造出与太阳内部区域几乎相同的温度和密度条件，这对差异影响最大——辐射能量传输占主导地位的区域的边缘——在一个足够大、持续时间足够长、足够均匀的样本中进行测试。我们利用这种新能力来测量铁的不透明度，铁是在辐射能量转移中发挥最重要作用的少数元素之一。”
铁之所以重要，是因为在太阳中丰富的所有元素中，它在辐射能量传递中保持着最多的束缚电子，因此对太阳模型的结果有很大影响。
不过，将不透明度上调作为一种解决方案必然会引起争议。
Nagayama说:“无论我们做什么，我们都无法在我们需要知道的所有不同条件下进行测量。”“有20种元素，温度和密度范围很大。我们研究铁，是因为它复杂的电子结构在不透明理论中是一个挑战。这在太阳物理学中很重要。太阳是模拟其他恒星的试验台。没有实验测试，我们不知道这些模型是否准确。既然我们无法了解太阳，那么其他恒星的运行就会受到一些不确定性的影响。”
桑迪亚的Z机器在一个沙粒大小的目标上创造了太阳内部的温度——大约210万度。从这个小样本中，贝利可以做理论家不能做的事情:掌握铁原子在恒星内部活动方式的有形证据。
最近实验的目标设计涉及铁和镁的混合，两侧用塑料和铍层夯实。流过样品的辐射加热了铁和镁，使它们膨胀。塑料抑制膨胀，以保持它更均匀的不透明度测量。镁提供了相应的密度和温度信息。
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