Ein neues Modell hat die geschätzte Silberhäufigkeit in der Sonne um 55 Prozent erhöht. Diese Anpassung reduziert die Diskrepanz zwischen der Sonne und primitiven Meteoriten von 0,25 auf 0,06 dex und löst damit ein langjähriges Rätsel im Sonnensystem. Die Studie wurde von Sema Caliskan von der Universität Uppsala und ihren Kollegen durchgeführt und in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
Methodik der neuen Berechnungen
Die Forscher verwendeten ein dynamisches dreidimensionales Modell der Sonnenatmosphäre, das nicht-lokale thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen (non-LTE) integriert. Zudem wurden neue atomare Übergangsdaten und überarbeitete Messungen der beiden Silberlinien im Sonnenspektrum berücksichtigt. Diese Linien liegen bei 328 und 338 Nanometern im nahen ultravioletten Bereich und sind mit benachbarten Spektrallinien überlagert. Die Herausforderung bestand darin, das Silbersignal aus diesem komplexen Hintergrund zu isolieren.
Frühere Analysen hatten für die beiden Silberlinien unterschiedliche Häufigkeiten ergeben, was auf Probleme bei der Linienmessung, den atomaren Daten oder den atmosphärischen Annahmen hinwies. Das neue Modell korrigierte diese Ungenauigkeiten und führte zu einer konsistenteren Schätzung der Silberhäufigkeit.
Vergleich mit primitiven Meteoriten
Die neue Berechnung erhöht die empfohlene photosphärische Silberhäufigkeit von 0,96 auf 1,15 auf der logarithmischen Häufigkeitsskala der Astronomie. Dies entspricht einer Steigerung um 0,19 dex oder etwa 55 Prozent. Die Diskrepanz zwischen der Sonne und primitiven Meteoriten, den sogenannten CI-Chondriten, wurde dadurch von 0,25 dex auf 0,06 dex reduziert. CI-Chondrite gelten als chemisch primitive Meteorite, deren Zusammensetzung ein frühes Abbild des Sonnensystems bewahrt.
Die Sonne und diese Meteorite entstanden vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus demselben protoplanetaren Reservoir. Für viele nichtflüchtige Elemente stimmen die Häufigkeiten in der Sonne und in Meteoriten weitgehend überein, sobald beide auf derselben Skala verglichen werden. Die neue Studie zeigt, dass die Silberhäufigkeit in der Sonne nun näher an den Werten der Meteorite liegt, obwohl eine geringfügige Differenz von etwa 15 Prozent verbleibt.
- Quelle: Caliskan, S. et al. (2023). Astronomy & Astrophysics.