Για δεκαετίες, ένα παράδοξο προβλημάτιζε τους αστρονόμους. Οι αρχαιότεροι μετεωρίτες του Ηλιακού Συστήματος περιείχαν σημαντικά μεγαλύτερες ποσότητες ασημιού από εκείνες που έδειχναν οι μετρήσεις για τον Ήλιο, παρότι και τα δύο σχηματίστηκαν πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια από το ίδιο νέφος αερίων και σκόνης. Η διαφορά αυτή θεωρούνταν ένα από τα άλυτα μυστήρια της αστροφυσικής.
Σήμερα, μια νέα διεθνής μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy & Astrophysics φαίνεται πως δίνει την απάντηση. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ο Ήλιος περιέχει 55% περισσότερο ασήμι από ό,τι εκτιμούσαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες, λύνοντας ουσιαστικά το πρόβλημα του λεγόμενου «χαμένου ασημιού» του Ηλιακού Συστήματος.
Παρότι το ασήμι αποτελεί ένα απειροελάχιστο ποσοστό της συνολικής μάζας του Ήλιου – καθώς περίπου το 98,5% αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο – η παρουσία του είναι εξαιρετικά σημαντική. Τα βαριά στοιχεία, όπως ο σίδηρος, ο άνθρακας και το ασήμι, λειτουργούν σαν ένα είδος «κοσμικού αρχείου», αποκαλύπτοντας πώς σχηματίστηκαν τα άστρα, οι πλανήτες και τελικά ο ίδιος ο Γαλαξίας.
Η ανατροπή δεν προήλθε από κάποια νέα παρατήρηση του Ήλιου, αλλά από έναν πολύ πιο εξελιγμένο τρόπο ανάλυσης του φωτός του. Όταν το φως διασχίζει την εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, ορισμένα μήκη κύματος απορροφώνται από τα άτομα των χημικών στοιχείων, δημιουργώντας τις χαρακτηριστικές σκοτεινές φασματικές γραμμές. Κάθε στοιχείο αφήνει το δικό του μοναδικό αποτύπωμα, επιτρέποντας στους αστρονόμους να υπολογίσουν τη σύστασή του.
Χρησιμοποιώντας έναν από τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές της Σουηδίας, τον Tetralith, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα πολύ πιο ρεαλιστικό τρισδιάστατο μοντέλο της ηλιακής ατμόσφαιρας. Σε αντίθεση με προηγούμενες προσεγγίσεις, το νέο μοντέλο λαμβάνει υπόψη πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ του φωτός και των ατόμων του ασημιού, γνωστές ως φαινόμενα μη θερμοδυναμικής ισορροπίας (non-LTE), οι οποίες μέχρι σήμερα αγνοούνταν.
«Με το νέο μας μοντέλο μπορέσαμε να ερμηνεύσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τις φασματικές γραμμές που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της αφθονίας του ασημιού στον Ήλιο», δήλωσε η επικεφαλής της μελέτης, Sema Caliskan.
Η νέα εκτίμηση φέρνει πλέον την ποσότητα ασημιού στον Ήλιο σχεδόν σε πλήρη συμφωνία με εκείνη που μετράται στους αρχέγονους μετεωρίτες, οι οποίοι σχηματίστηκαν την ίδια περίοδο από το ίδιο πρωτοπλανητικό νέφος. Έτσι, ένα επιστημονικό αίνιγμα που απασχολούσε τους αστρονόμους για χρόνια φαίνεται ότι λύνεται χωρίς να χρειάζεται να αναθεωρηθούν οι θεωρίες για τη δημιουργία του Ηλιακού Συστήματος.
Η σημασία της ανακάλυψης ξεπερνά κατά πολύ τον ίδιο τον Ήλιο. Το ασήμι δημιουργείται κατά τη διάρκεια βίαιων αστρικών εκρήξεων και του θανάτου ορισμένων άστρων. Επομένως, η ακριβής μέτρησή του βοηθά τους επιστήμονες να ανασυνθέσουν την ιστορία της δημιουργίας των βαρέων στοιχείων, να κατανοήσουν καλύτερα τη χημική εξέλιξη του Γαλαξία και να υπολογίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την ηλικία και τη σύσταση άλλων άστρων.
«Η νέα γνώση για τη σύσταση του Ήλιου είναι σημαντική για την κατανόηση άλλων άστρων, πλανητών και κοσμικής ύλης, επειδή ο Ήλιος αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα σημεία αναφοράς της αστρονομίας», εξήγησε η Caliskan.
Παρά τη σημαντική πρόοδο, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι εξακολουθούν να υπάρχουν αβεβαιότητες στο μοντέλο, κυρίως όσον αφορά τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα του ασημιού συγκρούονται με τα άτομα υδρογόνου. Μελλοντικές παρατηρήσεις από εξειδικευμένα όργανα, όπως το SUNRISE UV Spectropolarimeter and Imager (SUSI), αναμένεται να βελτιώσουν ακόμη περισσότερο την ακρίβεια των υπολογισμών.
Το επόμενο βήμα της ερευνητικής ομάδας είναι να εφαρμόσει την ίδια μέθοδο και σε άλλα άστρα διαφορετικής ηλικίας και τύπου, ώστε να χαρτογραφήσει πού δημιουργήθηκε το ασήμι στο Σύμπαν και πώς διασκορπίστηκε στον Γαλαξία κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών. Αν οι νέοι υπολογισμοί επιβεβαιωθούν, η συγκεκριμένη τεχνική θα αποτελέσει ένα νέο, ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη της εξέλιξης του Σύμπαντος.
Με πληροφορίες από Sciencealert / Astronomy & Astrophysics / Arxiv / Eurekalert
