Il Sole ha il 55% più argento del previsto, confermano gli scienziati dopo aver fatto calcoli migliori

Ricercatori dell'Università di Uppsala hanno fatto saltare il banco dell'economia solare: il Sole contiene il 55 percento in più di argento rispetto a quanto calcolato in precedenza. La stima aggiornata arriva da un modello più realistico dell'atmosfera solare e aiuta a risolvere una discrepanza di lunga data nella quantità misurata di argento nel sistema solare.

Il Sole, come la maggior parte delle stelle, è composto quasi interamente da idrogeno ed elio. Gli elementi più pesanti, tra cui carbonio, ferro e argento, costituiscono solo l'1,5 percento della sua massa. Anche in quantità così piccole, questi elementi sono estremamente preziosi per gli astronomi perché conservano indizi sulla storia e lo sviluppo chimico del cosmo.

"La nuova conoscenza sulla composizione del Sole è importante per la comprensione di altre stelle, pianeti e materiale cosmico, perché il Sole è uno dei punti di riferimento chiave dell'astronomia," afferma Sema Caliskan, che ha condotto il lavoro durante i suoi studi di dottorato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Uppsala.

Gli elementi pesanti vengono creati all'interno delle stelle e durante le esplosioni stellari. Successivamente vengono incorporati in nuove stelle, pianeti e altro materiale cosmico. Misurare quanto di ogni elemento è presente aiuta gli scienziati a tracciare l'evoluzione chimica della Via Lattea.

Per misurare il contenuto di argento del Sole, i ricercatori hanno studiato la luce solare attraverso la spettroscopia. Gli atomi nell'atmosfera solare assorbono la luce a lunghezze d'onda particolari, lasciando caratteristiche scure nello spettro chiamate linee spettrali. Ogni elemento crea il proprio insieme distintivo di linee, molto simile a un'impronta digitale.

Gli scienziati confrontano questi modelli con modelli dell'atmosfera solare per calcolare quanto di un elemento è presente. Le stime precedenti si basavano su modelli semplificati. Nel nuovo studio, il team ha sviluppato un approccio più avanzato che ha prodotto una stima dell'argento superiore del 55 percento rispetto a prima.

I ricercatori hanno combinato un modello dinamico degli strati esterni del Sole con calcoli migliorati dalla fisica atomica. Questo ha permesso loro di descrivere più accuratamente come gli atomi di argento interagiscono con la luce e le particelle circostanti. A differenza dei metodi precedenti, i nuovi calcoli tengono conto anche degli effetti di non equilibrio. In questo caso, la luce stessa influenza gli stessi atomi di argento responsabili della produzione delle linee di assorbimento scure.

Risolvere il problema dell'argento mancante nel sistema solare

"Con il nostro nuovo modello, siamo stati in grado di interpretare le linee spettrali utilizzate per determinare l'abbondanza di argento solare in modo più accurato," dice Sema Caliskan, che ha iniziato i suoi studi di dottorato lavorando sulla struttura degli atomi, e successivamente ha applicato la sua esperienza a problemi di astrofisica stellare.

Il risultato rivisto affronta un problema di lunga data riguardante l'argento nel sistema solare. Misurazioni precedenti suggerivano che il Sole contenesse significativamente meno argento rispetto alle meteoriti chimicamente primitive. Quella differenza era difficile da spiegare perché il Sole e quelle meteoriti si sono formati dalla stessa nube di gas e polvere circa 4,6 miliardi di anni fa.

Con il nuovo calcolo, l'abbondanza di argento del Sole è ora molto più coerente con la quantità trovata in queste antiche meteoriti.

I risultati potrebbero anche migliorare la comprensione degli scienziati su come l'argento e altri elementi pesanti si formano nelle stelle e nelle esplosioni stellari prima di diventare parte di generazioni successive di stelle e pianeti. I ricercatori ora intendono utilizzare lo stesso metodo per studiare altre stelle.

"Studiando la luce di stelle di diversi tipi ed età, speriamo di capire dove si forma l'argento nell'universo e come è stato distribuito nella Via Lattea nel tempo," dice Sema Caliskan.

I calcoli sono stati eseguiti con Tetralith, un supercomputer svedese presso il National Supercomputer Center dell'Università di Linköping. Il progetto ha combinato competenze in fisica stellare e modellazione atomica.

Metodi comparabili sono stati precedentemente utilizzati per studiare altri elementi, ma questa è la prima volta che l'approccio viene applicato all'argento nel Sole.

Materiale fornito dall'Università di Uppsala. Nota: Contenuto