太阳像大多数恒星一样，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。
一个博士研究项目揭示了关于太阳的惊人发现
“关于太阳成分的新知识对于理解其他恒星、行星和宇宙物质非常重要，因为太阳是天文学的关键基准之一，”塞玛·卡利斯坎（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。
重元素在恒星内部及恒星爆发过程中产生。它们随后融入新的恒星、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。
在阳光中解读银的“指纹”
为了测量太阳的银含量，研究人员通过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光谱线的暗特征。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，以计算某种元素的含量。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%。
研究人员结合了太阳外层的动力学模型与改进后的原子物理计算。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，新的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”问题
“利用我们的新模型，我们能够更准确地解读用于测定太阳银丰度的光谱线，”塞玛·卡利斯坎说道，她最初攻读博士时研究原子结构，后来将其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中银元素的长期存在的问题。先前的测量表明，太阳含有的银明显少于化学成分原始的陨石。这一差异很难解释，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。
通过新的计算，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及恒星爆发中形成，进而成为后代恒星和行星一部分的理解。研究人员目前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的形成位置，以及它是如何随时间分布在整个银河系中的，”塞玛·卡利斯坎说。
关于这项研究
计算工作由林雪平大学瑞典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。