Forskare vid Uppsala universitet har beräknat att solen innehåller 55 procent mer silver än man tidigare trott. Resultaten bygger på en mer realistisk modell av solens atmosfär och kan förklara mysteriet med det saknade silvret i solsystemet.
Liksom de flesta stjärnor består solen nästan helt av väte och helium. Bara 1,5 procent av massan utgörs av tyngre grundämnen som kol, järn och silver.
Tunga grundämnen bildas i stjärnor och vid stjärnexplosioner och blir en del av nya generationer av stjärnor och planeter. Genom att kartlägga ämnenas förekomst kan forskare följa Vintergatans kemiska utveckling.
– Eftersom solen är en av astronomins viktigaste referenspunkter är den nya kunskapen om dess sammansättning viktig för att vi ska förstå andra stjärnor, planeter och kosmiskt material, säger Sema Caliskan, som doktorerat i astronomi vid Uppsala universitet.
Ny modell fångar upp silveratomer
För att mäta silverhalten i solen analyserade forskarna solljuset med spektroskopi. När atomer i solens atmosfär absorberar ljus uppstår mörka band vid specifika våglängder. Dessa så kallade spektrallinjer fungerar som fingeravtryck, där varje grundämne ger upphov till ett unikt mönster.
Fingeravtrycket jämförs med modeller över solens atmosfär för att beräkna silverhalten. Nu har forskarna utvecklat en ny modell som kan förutsäga 55 procent mer silver än tidigare. De kombinerade en dynamisk modell av solens yttre lager med förbättrade beräkningar för att fånga hur silveratomer interagerar med ljus och andra partiklar. Den nya modellen tar också hänsyn till så kallade icke-jämviktsfenomen, där ljuset påverkar de silveratomer som ger upphov till absorptionslinjerna.
– Med vår nya modell kunde vi tolka de spektrallinjer som används för att bestämma silverhalten i solen mer exakt, säger Sema Caliskan.
Löser silvermysterium i solsystemet
Det nya beräkningarna löser ett långvarigt problem med saknat silver i solsystemet. Hittills har silverhalten som uppmätts i solen varit betydligt lägre än den som konstaterats i kemiskt primitiva meteoriter, vilka båda bildades samtidigt ur samma gas- och stoftmoln för 4,6 miljarder år sedan. Det nya silvervärdet i solen stämmer nu mycket bättre överens med dessa meteoriter.
De nya resultaten förbättrar också förståelsen för hur silver och andra grundämnen bildas i stjärnor och vid stjärnexplosioner för att senare införlivas i nya generationer av stjärnor och planeter. Samma metod kommer att kunna tillämpas på andra stjärnor.
– Genom att studera ljuset från stjärnor av olika typer och åldrar hoppas vi kunna förstå var silver bildas i universum och hur det har fördelats i Vintergatan över tid, säger Sema Caliskan.
Vetenskaplig artikel:
Ag I model atom and the 3D non-LTE solar silver abundance, Astronomy & Astrophysics.
