Uppsala Üniversitesi'ndeki araştırmacılar güneş ekonomisine bomba gibi düştü: Güneş, önceki hesaplamaların önerdiğinden yüzde 55 daha fazla gümüş içeriyor. Güncellenen tahmin, güneş atmosferinin daha gerçekçi bir modelinden geliyor ve güneş sistemi genelinde ölçülen gümüş miktarındaki uzun süredir devam eden uyumsuzluğu çözmeye yardımcı oluyor.
Güneş, çoğu yıldız gibi, neredeyse tamamen hidrojen ve helyumdan oluşur. Karbon, demir ve gümüş dahil olmak üzere daha ağır elementler, kütlesinin yalnızca yüzde 1,5'ini oluşturur. Bu kadar küçük miktarlarda bile, bu elementler gökbilimciler için son derece değerlidir çünkü kozmosun tarihi ve kimyasal gelişimi hakkında ipuçları barındırırlar.
"Güneş'in bileşimi hakkındaki yeni bilgi, diğer yıldızların, gezegenlerin ve kozmik malzemenin anlaşılması için önemlidir, çünkü Güneş astronominin kilit referans noktalarından biridir," diyor Uppsala Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nde doktora çalışmaları sırasında bu çalışmayı yürüten Sema Caliskan.
Ağır elementler yıldızların içinde ve yıldız patlamaları sırasında oluşur. Daha sonra yeni yıldızlara, gezegenlere ve diğer kozmik malzemeye dahil olurlar. Her elementin ne kadar mevcut olduğunu ölçmek, bilim insanlarının Samanyolu'nun kimyasal evrimini izlemesine yardımcı olur.
Güneş'in gümüş içeriğini ölçmek için araştırmacılar spektroskopi yoluyla güneş ışığını inceledi. Güneş atmosferindeki atomlar, ışığı belirli dalga boylarında emerek spektrumda spektral çizgiler adı verilen karanlık özellikler bırakır. Her element, tıpkı bir parmak izi gibi kendine özgü bir çizgi seti oluşturur.
Bilim insanları, bir elementin ne kadar mevcut olduğunu hesaplamak için bu desenleri güneş atmosferi modelleriyle karşılaştırır. Önceki tahminler basitleştirilmiş modellere dayanıyordu. Yeni çalışmada ekip, öncekinden yüzde 55 daha yüksek bir gümüş tahmini üreten daha gelişmiş bir yaklaşım geliştirdi.
Araştırmacılar, Güneş'in dış katmanlarının dinamik bir modelini atom fiziğinden elde edilen gelişmiş hesaplamalarla birleştirdi. Bu, gümüş atomlarının ışık ve çevreleyen parçacıklarla nasıl etkileşime girdiğini daha doğru bir şekilde tanımlamalarını sağladı. Önceki yöntemlerin aksine, yeni hesaplamalar ayrıca denge dışı etkileri de hesaba katıyor. Bu durumda, ışığın kendisi, karanlık soğurma çizgilerini üretmekten sorumlu olan aynı gümüş atomlarını etkiliyor.
Güneş Sisteminin Kayıp Gümüş Problemini Çözmek
"Yeni modelimizle, güneşteki gümüş bolluğunu belirlemek için kullanılan spektral çizgileri daha doğru yorumlayabildik," diyor doktora çalışmalarına atomların yapısı üzerinde çalışarak başlayan ve daha sonra uzmanlığını yıldız astrofiziğindeki problemlere uygulayan Sema Caliskan.
Revize edilen sonuç, güneş sisteminde gümüşle ilgili uzun süredir devam eden bir sorunu ele alıyor. Önceki ölçümler, Güneş'in kimyasal olarak ilkel göktaşlarından önemli ölçüde daha az gümüş içerdiğini öne sürüyordu. Bu farkı açıklamak zordu çünkü Güneş ve bu göktaşları yaklaşık 4,6 milyar yıl önce aynı gaz ve toz bulutundan oluşmuştu.
Yeni hesaplamayla, Güneş'teki gümüş bolluğu artık bu antik göktaşlarında bulunan miktarla çok daha tutarlı.
Bulgular ayrıca bilim insanlarının gümüş ve diğer ağır elementlerin yıldızlarda ve yıldız patlamalarında nasıl oluştuğunu ve daha sonraki nesil yıldızların ve gezegenlerin parçası haline gelmeden önce nasıl dağıldığını anlamalarını geliştirebilir. Araştırmacılar şimdi aynı yöntemi diğer yıldızları incelemek için kullanmayı planlıyor.
"Farklı tür ve yaşlardaki yıldızların ışığını inceleyerek, evrende gümüşün nerede oluştuğunu ve zaman içinde Samanyolu'na nasıl dağıldığını anlamayı umuyoruz," diyor Sema Caliskan.
Hesaplamalar, Linköping Üniversitesi'ndeki Ulusal Süper Bilgisayar Merkezi'nde bulunan İsveç süper bilgisayarı Tetralith ile gerçekleştirildi. Proje, yıldız fiziği ve atom modelleme alanındaki uzmanlığı birleştirdi.
Karşılaştırılabilir yöntemler daha önce diğer elementleri incelemek için kullanılmıştı, ancak bu yaklaşım Güneş'teki gümüşe ilk kez uygulanıyor.
Uppsala Üniversitesi tarafından sağlanan materyaller. Not: İçerik düzenlenebilir.