与大多数恒星一样，太阳几乎完全由氢和氦构成。包括碳、铁和银在内的较重元素仅占其质量的1.5%。尽管含量极少，这些元素对天文学家却极具价值，因为它们保留了有关宇宙历史和化学演化的线索。
一项博士研究项目揭示太阳的惊人发现
“关于太阳成分的新知识对于理解其他恒星、行星和宇宙物质至关重要，因为太阳是天文学的关键参照点之一，”Sema Caliskan说道，她在乌普萨拉大学物理与天文系攻读博士期间完成了这项工作。
重元素产生于恒星内部及恒星爆发过程中。它们随后被并入新的恒星、行星和其他宇宙物质中。测量每种元素的含量有助于科学家追踪银河系的化学演化。
解读阳光中银的指纹
为了测量太阳的银含量，研究人员利用光谱学研究了太阳光。太阳大气中的原子吸收特定波长的光，在光谱中留下被称为谱线的暗特征。每种元素都会产生其独特的一组谱线，就像指纹一样。
科学家将这些谱线模式与太阳大气模型进行比对，以计算元素的含量。早期的估算依赖于简化模型。在这项新研究中，团队开发了一种更先进的方法，得出的银含量估算值比以前高出55%。
研究人员将太阳外层的动态模型与改进后的原子物理计算相结合。这使他们能够更准确地描述银原子如何与光及周围粒子相互作用。与以往的方法不同，新计算还考虑了非平衡效应。在这种情况下，光本身会影响那些负责产生暗吸收线的银原子。
解决太阳系银缺失之谜
“利用我们的新模型，我们能够更准确地解读用于确定太阳银丰度的谱线，”Sema Caliskan说道，她博士期间的研究始于原子结构，随后将她的专业知识应用于恒星天体物理学问题。
修正后的结果解决了一个涉及太阳系银含量的长期存在的问题。先前的测量表明，太阳所含的银明显少于化学原始陨石。这一差异难以解释，因为太阳和这些陨石都是在约46亿年前由同一团气体和尘埃云形成的。
根据新的计算结果，太阳的银丰度现在与在这些古老陨石中发现的含量更加一致。
追踪银河系中的银
这些发现还可能增进科学家对银和其他重元素如何在恒星和恒星爆发中形成，进而成为后代恒星和行星一部分的理解。研究人员现计划利用同样的方法研究其他恒星。
“通过研究不同类型和年龄的恒星发出的光，我们希望了解银在宇宙中形成于何处，以及它随时间推移如何在银河系中分布，”Sema Caliskan说道。
关于本研究
计算工作由林雪平大学国家超级计算机中心的瑞典超级计算机Tetralith完成。该项目结合了恒星物理学和原子建模方面的专业知识。
类似的方法此前已被用于研究其他元素，但这还是该方法首次应用于太阳中银的研究。