Es gab eine Lücke. Jahrelang untersuchten Astronomen die äußeren Schichten der Sonne und fanden deutlich weniger Silber als erwartet. Es war kein kleines Defizit. Es war eine Diskrepanz. Die Zahlen stimmten nicht.
Wo ist das fehlende Silber geblieben?
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es überhaupt nicht fehlte. Es versteckte sich vor aller Augen.
Warum nach Silber in der Sonne suchen?
Sie fragen sich vielleicht, warum sich irgendjemand für Silber in einem Stern interessiert, der zu 98,5 % aus Wasserstoff und Helium besteht. In den restlichen 1,5 % lebt die Geschichte weiter. Diese Fraktion enthält Spuren von Eisen, Kupfer und schwereren Elementen.
Diese Elemente sind Zeitkapseln.
Silber entsteht beispielsweise, wenn sterbende Sterne als Supernovae explodieren. Der Fund von Silber in der Sonne ermöglicht es Wissenschaftlern, die kosmische Zeitlinie zu verfolgen. Es hilft dabei, die Verteilung schwerer Elemente in der Milchstraße zu kartieren.
„Durch die Untersuchung des Lichts von Sternen unterschiedlicher Art und unterschiedlichen Alters hoffen wir zu verstehen, wo im Universum Silber entsteht“, sagt Sema Caliskan. Sie ist Hauptautorin der Studie und derzeit Postdoktorandin an der Universität Lüttich.
Die CI-Chondriten-Nichtübereinstimmung
Der Vergleichsstandard sind antike Meteoriten, die als CI-Chondriten bekannt sind.
Diese Gesteine entstanden aus derselben Urwolke, die vor 4,6 Milliarden Jahren die Sonne erschuf. Die Logik besagt, dass das Aufbrechen eines CI-Chondrits Silberwerte ergeben sollte, die denen der Sonne entsprechen. Wenn der Sonne Silber fehlt, stimmt etwas nicht.
Astronomen messen die Sonnenzusammensetzung normalerweise anhand der Spektrallinien. Licht breitet sich vom Kern der Sonne aus, trifft auf Atome in den äußeren Schichten und wird bei bestimmten Wellenlängen absorbiert. Das Ergebnis ist ein Lichtspektrum mit dunklen Linien. Jedes Element hinterlässt einen einzigartigen Fingerabdruck.
Frühere Modelle brüteten über diesen Fingerabdrücken. Sie sahen die Linien. Sie berechneten die Mengen. Und sie stellten ein Defizit fest.
Die Sonne hatte einfach nicht genug Silber, um mit den Meteoriten mithalten zu können.
Der Nichtgleichgewichtseffekt
Caliskan und ihr Team stellten die Methoden in Frage. Sie konnten die Sonne nicht berühren, also simulierten sie es. Sie bauten Computermodelle mit hohem Silbergehalt, um zu sehen, ob sie die beobachteten Spektrallinien mit niedrigem Silbergehalt erzeugen könnten.
Frühere Versuche scheiterten, weil sie zu einfach waren.
Wenn Licht auf ein Atom trifft, treten tief im Inneren des Atoms komplexe Effekte auf. Diese verändern die Art und Weise, wie Licht absorbiert wird. Frühere Simulationen ignorierten sogenannte „Nichtgleichgewichtseffekte“. Sie zu simulieren ist chaotisch. Es ist rechenintensiv. Verschiedene Atome verhalten sich unterschiedlich.
Noch nie war es jemandem gelungen, ein Silberatom mit diesen Ungleichgewichtseffekten zu simulieren. Caliskans Team nutzte den Tetralith-Supercomputer in Schweden, um das Problem anzugehen.
Das Ergebnis veränderte das Bild.
Das fehlende Silber wurde enthüllt
Die Nichtgleichgewichtseffekte erklären die Diskrepanz.
Caliskans Modell weist darauf hin, dass die Sonne 55 % mehr Silber enthält als bisher gemessen. Dies ist keine perfekte 1:1-Übereinstimmung mit CI-Chondriten, aber nah dran. Es liegt nahe genug, um exotische Ursachen oder verlorene Sterne auszuschließen.
Das Silber war die ganze Zeit da.
Astronomen konnten es aufgrund komplexer Atomphysik, die das Signal verdeckte, einfach nicht klar erkennen. Das Geheimnis war kein fehlendes Element. Es war ein messtechnischer blinder Fleck.
Als nächstes wird das Team diese Methode auf andere Sterntypen anwenden. Das silberne Geheimnis der Sonne mag gelüftet sein, aber das Universum verbirgt noch viele andere Dinge in seinem Licht.
