Desaťročná kríza úspešne zvrátená: Vedcom sa podarilo vyriešiť záhadu zloženia nášho Slnka
Už posledných desať rokov sa vedci snažili prísť na to, prečo overená teória nesedí s precíznymi pozorovaniami hviezdy.
Astronómovia študujúci Slnko, čelia zvláštnemu problému. Mnohokrát odskúšaná a správna metóda určenia chemickej kompozície našej hviezdy nesúhlasí s presnou metódou mapovania jej vnútorných štruktúr, vysvetľuje inštitút Maxa Plancka.
Overenou metódou určenia chemickej kompozície nielen Slnka, ale každej hviezdy vo vesmíre je spektrálna analýza. Rozkladom svetla na rozličné vlnové dĺžky vedci získajú obraz pripomínajúci dúhu. V spektrálnych dátach sa nachádzajú aj tmavé línie, ktoré si po prvýkrát všimol William Wollaston v roku 1802. Tieto línie naznačujú prítomnosť špecifických chemických prvkov.
V roku 1920 sa tieto absorpčné línie podarilo priradiť k teplote hviezd a ich chemickému zloženiu, čo vytvorilo základy pre fyzikálny model hviezd. Na základe tejto práce sa zároveň zistilo, že hviezdy podobné Slnku, sa skladajú prevažne z vodíka a hélia, pričom stopy ťažších prvkov sú len minimálne. Spektrálna analýza sa stala kľúčovou pre pochopenie chemickej evolúcie vesmíru, hviezd a planét. Keď ale vedci získali nové dáta o tom, čo prebieha v útrobách nášho Slnka, jednotlivé časti skladačky do seba nesedeli.
Spektrálne modely nesedia s helioseizmickými dátami, ktoré s mimoriadnou presnosťou sledujú rytmické kontrakcie a expanzie nášho Slnka. Rovnako ako seizmické vlny u nás na Zemi, aj tieto vlny dokážu astronómom prezradiť to, ako vyzerajú hlbšie vrstvy našej hviezdy. Podľa helioseizmológie je konvekčný región, oblasť kde hmota stúpa a klesá, oveľa väčší, než podľa štandardného modelu solárnej kompozície. Rýchlosť zvukových vĺn na spodku tohto regiónu sa rovnako líšila od predpovedí štandardného modelu.
Riešenie krízy
Nesúlad týchto teórií vyvolal krízu v astronómii a okamžite sa objavilo niekoľko hypotéz, ktoré sa pokúšali nájsť riešenie. Tie sa ale pohybovali od nezvyčajných až po naozaj bláznivé. Nová štúdia, ktorú vytvorila Ekaterina Magg a jej tím by mohla priniesť prvý skutočný prelom v tomto probléme. V rámci štúdie sa tím vedcov pozrel na modely, ktoré pracujú so spektrálnymi dátami Slnka.
Neprehliadnite
Všimli si, že skoršie modely pracovali s niečím, čo sa označuje ako lokálna termálna rovnováha. Vedci v minulosti predpokladali, že energia v regiónoch solárnej atmosféry má čas na rozloženie sa a vytvorenie rovnováhy. Vďaka tomu by vedci mohli každému regiónu priradiť teplotu, čo uľahčilo ich robotu. Už v 50. rokoch si ale všimli že tento model nie je úplne správny. Od tohto bodu si množstvo štúdií prisvojilo výpočty, ktoré nepočítajú s lokálnou rovnováhou teploty.
Nové výpočty ukázali že množstvá dôležitých chemických prvkov sú iné, než predpokladali predchádzajúce výskumy. Magg a jej tím zistili, že v Slnku sa nachádza o 26% viac ťažších prvkov, než predpokladali predchádzajúce štúdie. Množstvo kyslíku bolo o 15% vyššie než v prechádzajúcich štúdiách. S novými hodnotami dokázal tím vedcov vymazať rozdiely medzi údajmi zo spektrálnej analýzy a helioseizmických meraní.
Komentáre