Исследователи из Уппсальского университета пришли к неожиданному выводу: Солнце содержит примерно на 55% больше серебра, чем показывали прежние расчёты. Получить новый результат помогла более реалистичная модель солнечной атмосферы.
Солнце, как и большинство звёзд, почти полностью состоит из водорода и гелия. На более тяжёлые элементы, включая углерод, железо и серебро, приходится лишь около 1,5% его массы. Но даже такие небольшие количества важны для астрономов, поскольку позволяют изучать химическую историю Вселенной.
Тяжёлые элементы образуются внутри звёзд и во время звёздных взрывов. Позднее они входят в состав новых звёзд, планет и другого космического вещества. Определяя количество различных элементов, учёные могут проследить химическое развитие Млечного Пути.
Чтобы измерить содержание серебра, исследователи изучили солнечный свет. Атомы в атмосфере Солнца поглощают свет на определённых длинах волн, оставляя в спектре тёмные линии. Каждый химический элемент создаёт собственный характерный рисунок — своеобразный отпечаток.
Затем учёные сравнивают эти линии с моделями солнечной атмосферы и рассчитывают количество нужного элемента. Однако прежние оценки основывались на упрощённых моделях, которые не полностью описывали поведение атомов серебра.
В новой работе исследователи объединили динамическую модель внешних слоёв Солнца с усовершенствованными расчётами атомной физики. Благодаря этому им удалось точнее определить, как атомы серебра взаимодействуют со светом и окружающими частицами.
Новая модель также учитывала неравновесные эффекты. Свет в солнечной атмосфере способен воздействовать на те же атомы серебра, которые создают тёмные линии в спектре. Если не учитывать это влияние, расчёты оказываются менее точными.
Пересмотренная оценка помогла решить давнюю загадку. Ранее измерения показывали, что в Солнце заметно меньше серебра, чем в древних метеоритах с примитивным химическим составом. Объяснить такое расхождение было трудно, поскольку Солнце и эти метеориты образовались из одного облака газа и пыли около 4,6 миллиарда лет назад.
После новых расчётов количество серебра на Солнце стало гораздо лучше соответствовать его содержанию в древних метеоритах.
Полученные данные могут помочь учёным точнее понять, где и как образуются серебро и другие тяжёлые элементы, прежде чем они становятся частью новых звёзд и планет.
Теперь исследователи собираются применить тот же метод к другим звёздам разных типов и возрастов. Они надеются выяснить, где именно во Вселенной рождается серебро и как оно распространялось по Млечному Пути.
Расчёты проводились на шведском суперкомпьютере «Тетралит» в Национальном суперкомпьютерном центре при Линчёпингском университете. Похожие методы уже применялись для изучения других элементов, однако содержание серебра в Солнце таким способом исследовали впервые.
