Pesquisadores da Universidade de Uppsala lançaram uma bomba na economia solar: o Sol contém 55% mais prata do que os cálculos anteriores sugeriam. A estimativa atualizada vem de um modelo mais realista da atmosfera solar e ajuda a resolver uma discrepância de longa data na quantidade medida de prata em todo o sistema solar.
O Sol, como a maioria das estrelas, é feito quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Elementos mais pesados, incluindo carbono, ferro e prata, representam apenas 1,5% de sua massa. Mesmo em quantidades tão pequenas, esses elementos são altamente valiosos para os astrônomos porque preservam pistas sobre a história e o desenvolvimento químico do cosmos.
"O novo conhecimento sobre a composição do Sol é importante para a compreensão de outras estrelas, planetas e material cósmico, porque o Sol é um dos pontos de referência chave da astronomia", diz Sema Caliskan, que conduziu o trabalho durante seus estudos de doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Uppsala.
Elementos pesados são criados dentro de estrelas e durante explosões estelares. Mais tarde, eles são incorporados em novas estrelas, planetas e outro material cósmico. Medir quanto de cada elemento está presente ajuda os cientistas a traçar a evolução química da Via Láctea.
Para medir o teor de prata do Sol, os pesquisadores estudaram a luz solar através da espectroscopia. Átomos na atmosfera solar absorvem luz em comprimentos de onda específicos, deixando características escuras no espectro chamadas linhas espectrais. Cada elemento cria seu próprio conjunto distinto de linhas, como uma impressão digital.
Os cientistas comparam esses padrões com modelos da atmosfera solar para calcular quanto de um elemento está presente. Estimativas anteriores dependiam de modelos simplificados. No novo estudo, a equipe desenvolveu uma abordagem mais avançada que produziu uma estimativa de prata 55% maior do que antes.
Os pesquisadores combinaram um modelo dinâmico das camadas externas do Sol com cálculos melhorados da física atômica. Isso permitiu descrever com mais precisão como os átomos de prata interagem com a luz e as partículas circundantes. Ao contrário dos métodos anteriores, os novos cálculos também levam em conta efeitos de não-equilíbrio. Neste caso, a própria luz afeta os mesmos átomos de prata responsáveis por produzir as linhas de absorção escuras.
Resolvendo o Problema da Prata Perdida do Sistema Solar
"Com nosso novo modelo, fomos capazes de interpretar as linhas espectrais usadas para determinar a abundância de prata solar com mais precisão", diz Sema Caliskan, que começou seus estudos de doutorado trabalhando na estrutura dos átomos e depois aplicou sua experiência a problemas em astrofísica estelar.
O resultado revisado aborda um problema de longa data envolvendo prata no sistema solar. Medições anteriores sugeriam que o Sol continha significativamente menos prata do que meteoritos quimicamente primitivos. Essa diferença era difícil de explicar porque o Sol e esses meteoritos se formaram a partir da mesma nuvem de gás e poeira há cerca de 4,6 bilhões de anos.
Com o novo cálculo, a abundância de prata do Sol agora é muito mais consistente com a quantidade encontrada nesses meteoritos antigos.
As descobertas também podem melhorar a compreensão dos cientistas sobre como a prata e outros elementos pesados são formados em estrelas e explosões estelares antes de se tornarem parte de gerações posteriores de estrelas e planetas. Os pesquisadores agora planejam usar o mesmo método para estudar outras estrelas.
"Ao estudar a luz de estrelas de diferentes tipos e idades, esperamos entender onde a prata é formada no universo e como ela tem sido distribuída pela Via Láctea ao longo do tempo", diz Sema Caliskan.
Os cálculos foram realizados com Tetralith, um supercomputador sueco no Centro Nacional de Supercomputação da Universidade de Linköping. O projeto combinou experiência em física estelar e modelagem atômica.
Métodos comparáveis foram usados anteriormente para estudar outros elementos, mas esta é a primeira vez que a abordagem é aplicada à prata no Sol.
Materiais fornecidos pela Universidade de Uppsala. Nota: Conte