کشفی جدید در ساختار خورشید که پرسش‌ها را حل می‌کند

تحقیقات جدید درباره ترکیب خورشید

تیمی به رهبری مؤسسه تحقیقات جنوب غربی (SwRI) داده‌های ترکیبی از اجسام اولیه مانند اشیاء کمربند کویپر، سیارک‌ها و دنباله‌دارها را با مجموعه داده‌های جدید خورشیدی ترکیب کرده است تا ترکیب جدیدی از خورشید را توسعه دهد که برای اولین بار ممکن است اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی و هلیوسایزمولوژی را به هم نزدیک کند. هلیوسایزمولوژی با تحلیل امواجی که درون خورشید حرکت می‌کنند، به بررسی درون خورشید می‌پردازد، در حالی که طیف‌سنجی ترکیب سطحی را بر اساس امضای طیفی تولید شده توسط هر عنصر شیمیایی نشان می‌دهد.

مقاله‌ای درباره این تحقیق که به مشکل دیرینه «غنای خورشیدی» می‌پردازد، در نشریه AAS Astrophysical Journal منتشر شده است. دکتر نگوک ترونگ، پژوهشگر فوق دکترا در SwRI، گفت: “این اولین بار است که چنین تحلیلی بین‌رشته‌ای انجام می‌شود و مجموعه داده وسیع ما نشان می‌دهد که سطح‌های بیشتری از کربن، نیتروژن و اکسیژن خورشیدی نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد، وجود دارد.”

او افزود: “مدل‌های تشکیل سیستم خورشیدی با استفاده از ترکیب جدید خورشیدی، به‌طور موفقیت‌آمیزی ترکیب‌های اشیاء بزرگ کمربند کویپر (KBOs) و شهاب‌سنگ‌های کربن‌دار را بازتولید می‌کنند، با توجه به نمونه‌های تازه بازگشته از سیارک‌های ریگو و بنو که از مأموریت‌های هایابوسا-۲ جاکسا و OSIRIS-REx ناسا به دست آمده‌اند.”

برای دستیابی به این کشف، تیم پژوهشی اندازه‌گیری‌های جدیدی از نوترینوهای خورشیدی و داده‌های مربوط به ترکیب باد خورشیدی از مأموریت جنیسیس ناسا را با غنای آب موجود در شهاب‌سنگ‌های اولیه که از سیستم خورشیدی بیرونی سرچشمه گرفته‌اند، ترکیب کرد. آن‌ها همچنین از چگالی‌های اشیاء بزرگ کمربند کویپر مانند پلوتو و قمرش، شارون، که توسط مأموریت نیو هورایزنز ناسا تعیین شده، استفاده کردند.

ترونگ گفت: “این کار پیش‌بینی‌های قابل آزمایش برای اندازه‌گیری‌های آینده هلیوسایزمولوژی، نوترینوهای خورشیدی و شیمی‌کوزمیک فراهم می‌کند، از جمله مأموریت‌های آینده بازگشت نمونه‌های دنباله‌دار.”

ترکیب خورشیدی و درک سیستم‌های سیاره‌ای

ترکیب خورشیدی برای کالیبره کردن ستاره‌های دیگر و درک ترکیب و شکل‌گیری اجسام سیستم خورشیدی استفاده می‌شود. این پیشرفت‌ها به ما کمک می‌کند تا شیمی ابر خورشیدی اولیه و شکل‌گیری بسیاری از اجسام سیستم خورشیدی را بهتر درک کنیم.

تیم تحقیقاتی نقش ترکیبات آلی مقاوم و شبیه قیر را به عنوان حامل اصلی کربن در ابر پروتوسولاری بررسی کرد. مدل‌های شکل‌گیری سیستم خورشیدی که از اندازه‌گیری‌های ترکیبات آلی دنباله‌دار 67P/Churyumov-Gerasimenko و نسبت‌های ترکیب خورشیدی به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌کنند، نتوانسته‌اند سیستم متراکم و سنگی پلوتو-شارون را تولید کنند.

دکتر کریستوفر گلین از SwRI، که متخصص شیمی زمین‌شناسی سیاره‌ای است، گفت: “با این تحقیق، فکر می‌کنیم که بالاخره ترکیب عناصر شیمیایی که سیستم خورشیدی را تشکیل داده، درک کرده‌ایم.” او افزود: “این ترکیب شامل کربن، نیتروژن و اکسیژن بیشتری نسبت به آنچه که در حال حاضر تصور می‌شود، است. این دانش جدید به ما پایه‌ای محکم‌تر برای درک آنچه که فراوانی عناصر در جو سیارات غول‌پیکر می‌تواند به ما بگوید، می‌دهد. ما هم‌اکنون به اورانوس — مقصد بعدی ناسا — و فراتر از آن نگاه کرده‌ایم.”

در جستجوی سیارات فراخورشیدی قابل سکونت، دانشمندان با استفاده از طیف‌سنجی، فراوانی عناصر در ستاره‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند تا دریابند سیارات در حال گردش به دور یک ستاره از چه چیزی تشکیل شده‌اند و از ترکیب ستاره به عنوان نماینده‌ای برای سیارات آن استفاده می‌کنند. ترونگ گفت: “یافته‌های ما تأثیر قابل توجهی بر درک ما از شکل‌گیری و تکامل ستاره‌های دیگر و سیستم‌های سیاره‌ای خواهد داشت و حتی به ما این امکان را می‌دهد که دیدگاه وسیع‌تری از تکامل شیمیایی کهکشانی داشته باشیم.”

یک دانشمند وابسته به دانشگاه کرنل در این تحقیق مشارکت داشت که از برنامه تحقیقات داخلی و توسعه SwRI و بنیاد Heising-Simons حمایت شده است.