Pesquisadores da Universidade de Uppsala determinaram que o Sol contém 55% mais prata do que sugeriam cálculos anteriores. A sua estimativa atualizada provém de um modelo mais realista da atmosfera solar e ajuda a resolver uma incompatibilidade 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, estes elementos são altamente valiosos para os astrónomos porque preservam pistas sobre a história e o desenvolvimento químico do cosmos.
Um projeto de doutorado revela uma surpresa solar
“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 principais pontos de referência da astronomia”, diz Sema Caliskan, que conduziu o trabalho durante os seus estudos de doutoramento no Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Uppsala.
Elementos pesados são criados dentro das estrelas e durante explosões estelares. Mais tarde, eles são incorporados a novas estrelas, planetas e outros materiais cósmicos. Medir a quantidade de cada elemento presente ajuda os cientistas a traçar a evolução química da Via Láctea.
Lendo a impressão digital de Silver à luz solar
Para medir o teor de prata do Sol, os pesquisadores estudaram a luz solar através de espectroscopia. Os átomos da 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, semelhante a uma impressão digital.
Os cientistas comparam estes padrões com modelos da atmosfera solar para calcular a quantidade de um elemento que está presente. As estimativas anteriores baseavam-se em 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 aprimorados da física atômica. Isto permitiu-lhes 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 consideram os efeitos de desequilíbrio. Neste caso, a própria luz afeta os mesmos átomos de prata responsáveis pela produção das linhas escuras de absorção.
Resolvendo o problema da prata perdida no sistema solar
“Com o 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 iniciou os seus estudos de doutoramento trabalhando na estrutura dos átomos, e mais tarde aplicou os seus conhecimentos a problemas de astrofísica estelar.
O resultado revisado aborda um problema de longa data que envolve a prata no sistema solar. Medições anteriores sugeriram que o Sol continha significativamente menos prata do que meteoritos quimicamente primitivos. Essa diferença foi difícil de explicar porque o Sol e esses meteoritos formaram-se a partir da mesma nuvem de gás e poeira há cerca de 4,6 mil milhões de anos.
Com o novo cálculo, a abundância de prata no Sol é agora muito mais consistente com a quantidade encontrada nestes antigos meteoritos.
Rastreando prata pela Via Láctea
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 investigadores planeiam agora usar o mesmo método para estudar outras estrelas.
“Ao estudar a luz de estrelas de diferentes tipos e idades, esperamos compreender onde a prata é formada no universo e como ela foi distribuída pela Via Láctea ao longo do tempo”, diz Sema Caliskan.
Sobre o estudo
Os cálculos foram realizados com o Tetralith, um supercomputador sueco do Centro Nacional de Supercomputadores da Universidade de Linköping. O projeto combinou experiência em física estelar e modelagem atômica.
Métodos comparáveis já foram usados para estudar outros elementos, mas esta é a primeira vez que a abordagem é aplicada à prata no Sol.
