Para peneliti di Universitas Uppsala telah menetapkan bahwa Matahari mengandung 55% lebih banyak perak dibandingkan perhitungan sebelumnya. Perkiraan terbaru mereka berasal dari model atmosfer matahari yang lebih realistis dan membantu menyelesaikan perbedaan jangka panjang dalam jumlah perak yang diukur di tata surya.
Matahari, seperti kebanyakan bintang, hampir seluruhnya terbuat dari hidrogen dan helium. Unsur-unsur yang lebih berat, termasuk karbon, besi dan perak, hanya menyumbang 1,5% dari massanya. Bahkan dalam jumlah yang sangat kecil, unsur-unsur ini sangat berharga bagi para astronom karena menyimpan petunjuk tentang sejarah dan perkembangan kimiawi alam semesta.
Proyek PhD mengungkap kejutan matahari
“Pengetahuan baru tentang komposisi Matahari penting untuk memahami bintang lain, planet, dan material kosmik, karena Matahari adalah salah satu titik acuan utama dalam astronomi,” jelas Sema Caliskan, yang melakukan penelitian ini selama studi doktoralnya di Departemen Fisika dan Astronomi Universitas Uppsala.
Unsur-unsur berat tercipta di dalam bintang dan selama ledakan bintang. Mereka kemudian dimasukkan ke dalam bintang baru, planet, dan material kosmik lainnya. Mengukur jumlah setiap unsur yang ada membantu para ilmuwan melacak evolusi kimiawi Bima Sakti.
Baca sidik jari Silver di bawah sinar matahari
Untuk mengukur kandungan perak Matahari, peneliti mempelajari sinar matahari menggunakan spektroskopi. Atom-atom di atmosfer matahari menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, meninggalkan unsur-unsur gelap dalam spektrum yang disebut garis spektral. Setiap elemen menciptakan serangkaian garis tersendiri, seperti sidik jari.
Para ilmuwan membandingkan model ini dengan model atmosfer matahari untuk menghitung jumlah suatu unsur yang ada. Estimasi sebelumnya didasarkan pada model yang disederhanakan. Dalam studi baru, tim mengembangkan pendekatan yang lebih maju yang menghasilkan perkiraan uang 55% lebih tinggi dibandingkan sebelumnya.
Para peneliti menggabungkan model dinamis lapisan luar Matahari dengan perhitungan yang lebih baik dari fisika atom. Hal ini memungkinkan mereka untuk lebih tepat menggambarkan bagaimana atom perak berinteraksi dengan cahaya dan partikel di sekitarnya. Berbeda dengan metode sebelumnya, perhitungan baru ini juga memperhitungkan efek non-ekuilibrium. Dalam hal ini, cahaya itu sendiri mempengaruhi atom perak yang sama yang bertanggung jawab menghasilkan garis serapan gelap.
Memecahkan Masalah Hilangnya Perak di Tata Surya
“Dengan model baru kami, kami dapat menafsirkan garis spektral yang digunakan untuk menentukan kelimpahan perak matahari dengan lebih tepat,” jelas Sema Caliskan, yang memulai studi doktoralnya dengan mengerjakan struktur atom dan kemudian menerapkan keahliannya pada masalah astrofisika bintang.
Hasil revisi ini menjawab permasalahan lama mengenai perak di tata surya. Pengukuran sebelumnya menunjukkan bahwa Matahari mengandung jauh lebih sedikit perak dibandingkan meteorit yang secara kimiawi primitif. Perbedaan ini sulit dijelaskan karena Matahari dan meteorit tersebut terbentuk dari awan gas dan debu yang sama sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu.
Dengan perhitungan baru, kelimpahan perak Matahari kini jauh lebih konsisten dengan jumlah yang ditemukan pada meteorit kuno tersebut.
Menelusuri uang melalui Bima Sakti
Temuan ini juga dapat meningkatkan pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana perak dan unsur berat lainnya terbentuk di bintang dan ledakan bintang sebelum menjadi bagian dari bintang dan planet generasi berikutnya. Para peneliti kini berencana menggunakan metode yang sama untuk mempelajari bintang lain.
“Dengan mempelajari cahaya bintang dari berbagai jenis dan usia, kami berharap dapat memahami di mana perak terbentuk di alam semesta dan bagaimana perak didistribusikan di Bima Sakti dari waktu ke waktu,” jelas Sema Caliskan.
Tentang penelitian
Perhitungan dilakukan dengan Tetralith, superkomputer Swedia di National Supercomputer Center di Linköping University. Proyek ini menggabungkan keahlian dalam fisika bintang dan pemodelan atom.
Metode serupa telah digunakan sebelumnya untuk mempelajari unsur-unsur lain, tetapi ini adalah pertama kalinya pendekatan ini diterapkan pada perak surya.
