Er was een kloof. Jarenlang keken astronomen naar de buitenste lagen van de zon en vonden aanzienlijk minder zilver dan verwacht. Het was geen klein tekort. Het was een discrepantie. De cijfers klopten niet.
Waar is het ontbrekende zilver gebleven?
Nieuw onderzoek suggereert dat het helemaal niet ontbrak. Het was verborgen in het volle zicht.
Waarom zoeken naar zilver in de zon?
Je vraagt je misschien af waarom iemand zich druk maakt om zilver in een ster die voor 98,5% uit waterstof en helium bestaat. De resterende 1,5% is waar de geschiedenis leeft. Deze fractie bevat sporen van ijzer, koper en zwaardere elementen.
Deze elementen zijn tijdcapsules.
Zilver ontstaat bijvoorbeeld wanneer stervende sterren exploderen als supernova’s. Door zilver in de zon te vinden, kunnen wetenschappers de kosmische tijdlijn volgen. Het helpt in kaart te brengen hoe zware elementen door de Melkweg zijn verspreid.
‘Door het licht van sterren van verschillende typen en leeftijden te bestuderen, hopen we te begrijpen waar zilver in het heelal wordt gevormd’, zegt Sema Caliskan. Zij is de hoofdauteur van de studie en nu postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Luik.
De CI-chondriet komt niet overeen
De standaard ter vergelijking zijn oude meteorieten, bekend als CI-chondrieten.
Deze rotsen zijn ontstaan uit dezelfde oerwolk die 4,6 miljard jaar geleden de zon creëerde. Logica schrijft voor dat het openbreken van een CI-chondriet zilverniveaus zou moeten onthullen die overeenkomen met de zon. Als de zon zilver mist, is er iets mis.
Astronomen meten de samenstelling van de zon gewoonlijk door naar spectraallijnen te kijken. Licht reist vanuit de kern van de zon, raakt atomen in de buitenste lagen en wordt geabsorbeerd op specifieke golflengten. Het resultaat is een spectrum van licht met donkere lijnen. Elk element laat een unieke vingerafdruk achter.
Eerdere modellen hebben zich over deze vingerafdrukken gebogen. Ze zagen de lijnen. Ze berekenden de hoeveelheden. En ze vonden een tekort.
De zon had simpelweg niet genoeg zilver om de meteorieten te evenaren.
Het niet-evenwichtseffect
Caliskan en haar team trokken de methoden in twijfel. Ze konden de zon niet aanraken, dus simuleerden ze deze. Ze bouwden computermodellen met een hoog zilvergehalte om te zien of ze de waargenomen spectraallijnen met een laag zilvergehalte konden produceren.
Eerdere pogingen mislukten omdat ze te simpel waren.
Wanneer licht op een atoom valt, vinden er complexe effecten plaats diep in het atoom. Deze veranderen de manier waarop licht wordt geabsorbeerd. Simulaties uit het verleden negeerden zogenaamde ‘niet-evenwichtseffecten’. Het simuleren ervan is rommelig. Het is computationeel duur. Verschillende atomen gedragen zich anders.
Niemand had eerder met succes een zilveratoom met deze niet-evenwichtseffecten gesimuleerd. Het team van Caliskan gebruikte de Tetralith-supercomputer in Zweden om het probleem aan te pakken.
Het resultaat veranderde het beeld.
Het ontbrekende zilver onthuld
De niet-evenwichtseffecten verklaren de discrepantie.
Het model van Caliskan geeft aan dat de zon 55% meer zilver bevat dan eerder gemeten. Dit is geen perfecte 1:1-match met CI-chondrieten, maar het komt er dichtbij. Het is dichtbij genoeg om exotische oorzaken of verloren sterren uit te sluiten.
Het zilver was er al die tijd.
Astronomen konden het gewoon niet duidelijk zien vanwege de complexe atomaire fysica die het signaal blokkeerde. Het mysterie was geen ontbrekend element. Het was een blinde vlek voor metingen.
Vervolgens zal het team deze methode toepassen op andere stertypen. Het zilveren mysterie van de zon is misschien gesloten, maar het universum heeft nog veel meer dingen verborgen in zijn licht.
