Солнце — это гигантский котёл, где свет пробивается сквозь толщу раскалённого вещества. На пути к поверхности фотоны (частицы света) то и дело натыкаются на атомы и теряют энергию. Насколько сильно вещество задерживает свет — это «непрозрачность», и от неё зависит, как быстро тепло выбирается наружу.
Десять лет назад физики измерили непрозрачность железа при солнечных температурах и получили неожиданный результат: поглощение оказалось на четверть выше, чем давали расчёты. Причина оставалась загадкой. Новая работа показывает, что дело в двух эффектах, которые раньше учитывали по отдельности. Первый — экранирование плазмой: свободные электроны вокруг атома слегка меняют его электрическое поле, и атом начинает захватывать фотоны охотнее. Второй — взаимодействие электронов в самом атоме: когда у иона не хватает электронов на L-оболочке (второй от ядра), оставшиеся начинают «переговариваться» сильнее, и это тоже усиливает поглощение. Вместе они дают те самые 25–30 процентов.
Так маленькая поправка в атомной физике зажигает большой свет в астрофизике. Теперь у теоретиков есть модель, которая не спорит с экспериментом, а объясняет его. А значит, мы точнее понимаем, как живут и светят звёзды.
Температура в центре Солнца — около 15 миллионов градусов. При такой жаре атомы железа теряют почти все электроны и становятся похожими на крошечные оголённые ядра в море свободных электронов.