웁살라 대학교 연구진이 태양 경제학에 폭탄을 떨어뜨렸다: 태양은 이전 계산보다 55% 더 많은 은을 포함하고 있다는 것이다. 업데이트된 추정치는 태양 대기의 더 현실적인 모델에서 비롯되었으며, 태양계 전반에 걸친 은의 측정량에서 오랫동안 지속된 불일치를 해결하는 데 도움이 된다.

태양은 대부분의 별과 마찬가지로 거의 전적으로 수소와 헬륨으로 구성되어 있다. 탄소, 철, 은을 포함한 무거운 원소는 질량의 1.5%에 불과하다. 이렇게 소량임에도 불구하고, 이 원소들은 우주의 역사와 화학적 발전에 대한 단서를 보존하기 때문에 천문학자들에게 매우 가치가 있다.

"태양의 구성에 대한 새로운 지식은 다른 별, 행성 및 우주 물질을 이해하는 데 중요합니다. 태양은 천문학의 핵심 기준점 중 하나이기 때문입니다,"라고 웁살라 대학교 물리천문학과에서 박사 과정 중 이 연구를 수행한 세마 칼리스칸이 말한다.

무거운 원소는 별 내부와 별 폭발 중에 생성된다. 이후 새로운 별, 행성 및 기타 우주 물질에 통합된다. 각 원소가 얼마나 존재하는지 측정하는 것은 과학자들이 은하수의 화학적 진화를 추적하는 데 도움이 된다.

태양의 은 함량을 측정하기 위해 연구진은 분광학을 통해 태양광을 연구했다. 태양 대기의 원자는 특정 파장에서 빛을 흡수하여 스펙트럼에 스펙트럼 선이라는 어두운 특징을 남긴다. 각 원소는 지문처럼 고유한 선 세트를 생성한다.

과학자들은 이러한 패턴을 태양 대기 모델과 비교하여 원소가 얼마나 존재하는지 계산한다. 이전 추정치는 단순화된 모델에 의존했다. 새로운 연구에서 팀은 이전보다 55% 더 높은 은 추정치를 산출하는 더 발전된 접근 방식을 개발했다.

연구진은 태양 외층의 동적 모델과 원자 물리학의 개선된 계산을 결합했다. 이를 통해 은 원자가 빛 및 주변 입자와 상호 작용하는 방식을 더 정확하게 설명할 수 있었다. 이전 방법과 달리 새로운 계산은 비평형 효과도 고려한다. 이 경우, 빛 자체가 어두운 흡수선을 생성하는 동일한 은 원자에 영향을 미친다.

태양계의 사라진 은 문제 해결

"새로운 모델을 통해 태양의 은 풍부도를 결정하는 데 사용되는 스펙트럼 선을 더 정확하게 해석할 수 있었습니다,"라고 원자 구조 연구로 박사 과정을 시작하고 나중에 항성 천체물리학 문제에 전문성을 적용한 세마 칼리스칸이 말한다.

수정된 결과는 태양계의 은과 관련된 오랜 문제를 해결한다. 이전 측정은 태양이 화학적으로 원시적인 운석보다 현저히 적은 은을 포함하고 있음을 시사했다. 그 차이는 설명하기 어려웠는데, 태양과 그 운석이 약 46억 년 전 같은 가스와 먼지 구름에서 형성되었기 때문이다.

새로운 계산으로 태양의 은 풍부도는 이제 이 고대 운석에서 발견된 양과 훨씬 더 일치한다.

이 발견은 또한 은과 다른 무거운 원소가 별과 별 폭발에서 어떻게 형성되어 이후 세대의 별과 행성의 일부가 되는지에 대한 과학자들의 이해를 향상시킬 수 있다. 연구진은 이제 동일한 방법을 사용하여 다른 별을 연구할 계획이다.

"다양한 유형과 나이의 별 빛을 연구함으로써, 우리는 우주에서 은이 어디에서 형성되는지, 그리고 시간이 지남에 따라 은하수 전반에 어떻게 분포되었는지 이해하기를 희망합니다,"라고 세마 칼리스칸이 말한다.

계산은 링셰핑 대학교 국립 슈퍼컴퓨터 센터의 스웨덴 슈퍼컴퓨터 테트랄리스로 수행되었다. 이 프로젝트는 항성 물리학과 원자 모델링의 전문성을 결합했다.

비슷한 방법이 이전에 다른 원소를 연구하는 데 사용되었지만, 태양의 은에 이 접근법이 적용된 것은 이번이 처음이다.

자료 제공: 웁살라 대학교. 참고: 내용