Sun holds 55% more silver than estimated, new model reveals

太陽の銀の量が従来の推定より55%多いことが、ウプサラ大学の研究チームによる新しいモデル計算で明らかになった。この結果は、太陽大気をより現実に近い形でモデル化することで得られたもので、太陽系における銀の量が理論と観測で合わない「銀の欠損」という長年の問題を解消するものである。 太陽は大半の恒星と同じく、そのほとんどが水素とヘリウムで構成され、炭素や鉄、銀といったより重い元素はわずか1.5%を占めるにすぎない。

しかしこうした微量元素は、宇宙の歴史を刻む化石のような記録として極めて重要な意味を持つ。重い元素は恒星の内部や恒星の爆発の際に生成され、次世代の恒星や惑星の材料に取り込まれていく。その存在量を明らかにすることは、天の川銀河の化学的進化を理解する鍵となる。

太陽は天文学における基準点の一つであるため、その組成に関する新たな知見は、他の恒星や惑星、宇宙物質の理解にもつながる。 研究チームは太陽光を分光法で分析し、銀の量を求めた。太陽大気中の原子が光を吸収すると、スペクトル上の特定の波長に暗い吸収線が生じる。

この吸収線は元素ごとに固有のパターンを示す指紋のような役割を果たし、これを計算による大気モデルと照合することで元素の存在量を定量化できる。従来の推定は簡略化されたモデルに基づいていたが、今回の研究では太陽外層の動的なモデルと、より精密な原子物理の計算を組み合わせた新しいモデルを構築した。この計算は、銀の原子が光や他の粒子とどのように相互作用するかをとらえ、光が吸収線を生み出す銀の原子自身に影響を及ぼすという非平衡効果を初めて含んでいる。

その結果、従来より55%多い銀が存在すると予測された。 この新たな値は、太陽系の銀の欠損問題を解決する。これまで太陽で測定された銀の存在量は、化学的に始原的な隕石で見つかる量よりも大幅に低かった。

太陽と隕石はいずれも46億年前に同じガスと塵の雲から同時に形成されたにもかかわらず、両者の値が一致していなかったのである。今回得られた太陽の銀の値は、こうした隕石の値とはるかによく一致するようになった。この成果は、銀をはじめとする元素が恒星や恒星爆発の中でどのように生成され、次世代の恒星や惑星に取り込まれていくのかの理解も深める。

研究チームは今後、同じ手法をさまざまな種類や年代の恒星に適用し、宇宙のどこで銀が生成され、天の川銀河の中で時間とともにどのように分布してきたのかを解明することを目指している。

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