Dane słoneczne i kosmochemiczne wskazują na wysoki poziom węgla, azotu i tlenu w Słońcu.
Naukowcy zaprezentowali nowy skład Słońca, który uwzględnia najnowsze dane z Pas Kuipera obiektów, asteroid, komet i pomiarów Słońca. Ta przełomowa analiza, która łączy dane spektroskopowe z odkryciami heliosejsmologii, sugeruje wyższy poziom węgla, azotu i tlenu w Słońcu niż wcześniej szacowano.
Zespół kierowany przez naukowców z Southwest Research Institute (SwRI) połączył dane dotyczące składu pochodzące z prymitywnych ciał, takich jak obiekty z Pasa Kuipera, asteroidy i komety, z nowymi danymi dotyczącymi Słońca, aby opracować poprawiony skład Słońca. Ten zaktualizowany model może po raz pierwszy pogodzić dwie kluczowe metody badania Słońca: spektroskopię i heliosejsmologię. Podczas gdy heliosejsmologia analizuje wewnętrzne fale Słońca w celu zbadania jego wnętrza, spektroskopia bada powierzchnię Słońca, identyfikując pierwiastki na podstawie ich unikalnych sygnatur widmowych.
Wyniki badań i metodologia
Badanie opublikowane w czasopiśmie „ AAS Dziennik astrofizycznyrozwiązuje długotrwały problem znany jako problem „obfitości energii słonecznej”.
„Po raz pierwszy przeprowadzono tego rodzaju interdyscyplinarną analizę, a nasz szeroki zestaw danych sugeruje większe poziomy węgla, azotu i tlenu słonecznego, niż wcześniej sądzono” – wyjaśniła dr Ngoc Truong, badacz ze stopniem doktora w SwRI. „Modele powstawania Układu Słonecznego wykorzystujące nowy skład Słońca z powodzeniem odtwarzają skład dużych obiektów Pasa Kuipera (KBO) i meteorytów chondrytowych węglowych w świetle nowo zwróconych próbek asteroid Ryugu i Bennu z JAXAHayabusa-2 i NASA’S OSIRIS-REx misje.”
Źródła danych i wartość predykcyjna
Aby dokonać tego odkrycia, zespół połączył nowe pomiary neutrin słonecznych i dane dotyczące składu wiatru słonecznego z misji NASA Genesis, a także obfitość wody znalezioną w prymitywnych meteorytach pochodzących z zewnętrznego Układu Słonecznego. Wykorzystali także gęstości dużych KBO, takich jak Pluton i jego księżyc Charon, jak ustaliła misja NASA New Horizons.
„Ta praca dostarcza możliwych do przetestowania prognoz dotyczących przyszłej heliosejsmologii, pomiarów neutrin słonecznych i kosmochemicznych, w tym przyszłych misji powrotnych próbek komet” – powiedział Truong. „Skład Słońca służy do kalibracji innych gwiazd oraz zrozumienia składu i powstawania obiektów Układu Słonecznego. Te przełomy pogłębią naszą wiedzę na temat chemii pierwotnej mgławicy słonecznej i powstawania licznych ciał Układu Słonecznego.”
Konsekwencje dla powstawania Układu Słonecznego
Zespół zbadał rolę ogniotrwałych, smolistych związków organicznych jako głównego nośnika węgla w mgławicy protosłonecznej. Modele powstawania Układu Słonecznego wykorzystujące pomiary substancji organicznych z komety 67P/Churyumov-Gerasimenko i najszerzej przyjęte współczynniki składu Słońca nie pozwoliły uzyskać gęstego, skalistego układu Pluton-Charon.
„Uważamy, że dzięki tym badaniom w końcu rozumiemy mieszankę pierwiastków chemicznych, z których składa się Układ Słoneczny” – powiedział dr Christopher Glein ze SwRI, ekspert w dziedzinie geochemii planet. „Zawiera więcej węgla, azotu i tlenu, niż obecnie zakłada się. Ta nowa wiedza daje nam solidniejszą podstawę do zrozumienia, jakie ilości pierwiastków w atmosferach planet olbrzymich mogą nam powiedzieć o powstawaniu planet. Mamy już na oku Uran — kolejny docelowy cel NASA — i nie tylko.”
Rozszerzony wpływ badań i przyszłe kierunki
Poszukując nadających się do zamieszkania egzoplanet, naukowcy mierzą spektroskopowo liczebność pierwiastków w gwiazdach, aby wywnioskować, z czego zbudowane są planety krążące wokół gwiazdy, wykorzystując skład gwiazd jako wskaźnik zastępczy dla planet.
„Nasze odkrycia znacząco wpłyną na nasze zrozumienie powstawania i ewolucji innych gwiazd i układów planetarnych, a co więcej, umożliwią szerszą perspektywę chemicznej ewolucji galaktycznej” – powiedział Truong.
Odniesienie: „Szeroki zestaw danych słonecznych i kosmochemicznych wskazuje na wysoką liczebność CNO w Układzie Słonecznym”, Ngoc Truong, Christopher R. Glein i Jonathan I. Lunine, 12 listopada 2024 r., Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad7a65
Do badań przyczynił się naukowiec powiązany z Cornell University, który był wspierany przez wewnętrzny program badań i rozwoju SwRI oraz Fundację Heising-Simons.
