Fyzika nás roky klamala. Slnko vo svojom vnútri skrýva veľké tajomstvo

Slnko je pre vedcov kľúčovým referenčným bodom. Hoci jeho hmotu tvorí z drvivej väčšiny vodík a hélium, práve ten zvyšný, sotva 1,5 % podiel ťažších prvkov, ako sú železo, uhlík či striebro, nesie najdôležitejšie informácie o histórii nášho kozmického susedstva. Doposiaľ sme si však mysleli, že Slnko je na striebro chudobnejšie, než by malo byť.

Všetko sa zmenilo vďaka novému výskumu, ktorý priniesol prekvapivé dáta o skutočnom chemickom zložení našej hviezdy. Podľa informácií portálu ScienceDaily, ktorý priniesol detailnú správu o tomto vedeckom míľniku, vedci namerali o 55 % vyššiu koncentráciu striebra v slnečnej atmosfére.

Tento posun v číslach nie je len kozmetickou úpravou tabuliek. Vedci totiž dlhé roky riešili záhadu, prečo Slnko vykazuje iné chemické hodnoty než starobylé meteority, hoci oba objekty vznikli pred približne 4,6 miliardami rokov z toho istého oblaku plynu a prachu. Nové prepočty túto nezrovnalosť konečne odstránili.

Nová metóda čítania „odtlačkov“ hviezd

Výskumný tím pod vedením Semy Caliskan z Uppsalskej univerzity využil na analýzu spektroskopiu. Atómy v slnečnej atmosfére absorbujú svetlo na špecifických vlnových dĺžkach, čím vytvárajú tmavé čiary v spektre – akýsi jedinečný chemický odtlačok prsta každého prvku.

Staršie odhady sa opierali o príliš zjednodušené fyzikálne modely. Tím výskumníkov však vyvinul pokročilý prístup, ktorý kombinuje dynamický model vonkajších vrstiev Slnka s presnejšími výpočtami z oblasti atómovej fyziky. Tento model zohľadňuje aj takzvané nerovnovážne efekty, kde samotné svetlo ovplyvňuje atómy striebra, ktoré zodpovedajú za vznik spektrálnych čiar.

V praxi to znamená, že doterajšie metódy neboli dostatočne citlivé na to, aby správne interpretovali signál striebra. Vďaka superpočítaču Tetralith zo švédskeho národného centra sa podarilo simulovať interakcie častíc s extrémnou presnosťou, čím sa predošlé modely stali minulosťou.

Prečo je striebro vo vesmíre dôležité?

Ťažké prvky ako striebro nevznikajú len tak. Sú produktom dramatických udalostí, ako sú hviezdne explózie alebo vnútro samotných hviezd. Keď hviezda zanikne, tieto látky rozsieva do okolia, kde sa neskôr stanú súčasťou nových generácií hviezd a planét. Sledovanie ich množstva nám teda umožňuje mapovať chemickú evolúciu Mliečnej dráhy.

Znalosť presného zloženia Slnka je kritická pre astronómiu, pretože nám slúži ako etalón. Ak vieme, koľko striebra obsahuje Slnko, môžeme lepšie odhadnúť zloženie iných, vzdialenejších hviezd. Výskumníci preto plánujú túto metodiku aplikovať na ďalšie nebeské telesá rôzneho veku a typu.

NASA/ESA/Bing Image Creator/Úprava redakcie

Tento pokrok nadväzuje na širšie snahy vedcov pochopiť formovanie hmoty vo vesmíre. Podobne fascinujúce objavy, ktoré menia naše chápanie kozmu, sa objavujú častejšie, napríklad keď vedci skúmajú záhadné telesá na okraji definícií vesmíru alebo hľadajú odpovede v histórii Zeme a jej obyvateľov, ako je to v prípade prepisovania teórií o pôvode človeka.

Záhada meteoritov je definitívne vyriešená

Jedným z najväčších úspechov tejto štúdie je vyriešenie spomínaného „problému chýbajúceho striebra“. Rozdiel medzi Slnkom a meteoritmi bol tŕňom v oku astrofyzikov roky, pretože nedávalo zmysel, aby sa materiály z rovnakého „hniezda“ tak výrazne odlišovali.

Nové čísla potvrdzujú, že Slnko nie je výnimkou a jeho zloženie verne odráža zloženie raného materiálu slnečnej sústavy. Týmto spôsobom sa nám podarilo potvrdiť správnosť našich predstáv o tom, ako vznikali prvé planéty z okolitého protoplanetárneho disku.

Sema Caliskan, ktorá svoju akademickú cestu začala štúdiom štruktúry atómov, úspešne aplikovala svoje skúsenosti v astrofyzike. Práve toto prepojenie medzi mikro-svetom atómov a makro-svetom hviezd je kľúčom k modernému vedeckému pokroku.

Budúcnosť mapovania galaktického bohatstva

Čo nás čaká ďalej? Tím chce pokračovať v štúdiu iných hviezd, aby zistil, ako sa striebro v čase distribuovalo po Mliečnej dráhe. Každá ďalšia hviezda, ktorú podrobíme takejto analýze, nám pomôže lepšie pochopiť, kde presne sa tieto vzácne kovy formujú.

Pre astronómov je to nádejná cesta, ako vytvoriť komplexnú mapu „chemického bohatstva“ našej galaxie. A hoci 55 % nárast striebra v Slnku neznamená, že by sme ho tam mohli ťažiť, pre vedu ide o kľúčový kúsok do skladačky, ktorá nám pomáha chápať pôvod všetkého, čo vidíme na nočnej oblohe.

Záverečné zistenia projektu, podporeného superpočítačovým výkonom, dokazujú, že aj v astronómii sa oplatí vrátiť k základným prvkom a prehodnotiť staré dáta pomocou modernej techniky. Niekedy sa totiž ukáže, že to, čo sme považovali za „prázdne miesto“, je v skutočnosti plné pokladov – aj keď sú to len atómy striebra.

Čítajte viac z kategórie: Novinky