Após uma década, debate sobre composição do Sol está chegando ao fim
Por Daniele Cavalcante | Editado por Rafael Rigues | 26 de Maio de 2022 às 11h00
Parece que uma das maiores inconsistências nos modelos atuais sobre a composição do Sol acabou de ser resolvida. O problema conhecido como “crise da abundância solar” incomoda os cientistas há mais de uma década — eles encontram os elementos químicos no Sol em quantidades diferentes do que a teoria prevê. Agora, um novo estudo obteve um resultado mais próximo ao que todos esperavam.
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Para conhecer o Sol, os astrônomos usam vários recursos, mas três deles são fundamentais: a espectroscopia para medir a quantidade de cada elemento na luz solar, os dados heliossísmicos (similares aos dados sísmicos da Terra) e, claro, a teoria já bem estabelecida sobre a composição das estrelas.
Outro modo valioso de estudar a composição do Sol é analisando os elementos químicos presentes em asteroides antigos do Sistema Solar, já que eles carregam parte do material solar de bilhões de anos atrás.
A espectroscopia é muito importante para descobrir a composição de estrelas, como o Sol. O método consiste em observar a luz emitida pelo objeto e procurar por linhas de absorção, são relacionadas aos elementos presentes na atmosfera da nossa estrela. Quando as ondas de luz passam por esses elementos, acabam sendo modificadas por eles, como se fosse uma impressão digital em uma cena de crime.
Leituras espectrais da década de 1980 pareciam sólidas o suficiente para sabermos a composição do Sol e a quantidade de elementos como o oxigênio. Nossa estrela seria formada principalmente de hidrogênio e hélio, com apenas meros vestígios de elementos mais pesados (ou seja, qualquer outro da tabela periódica).
Isso parecia consistente com os modelos, já que estrelas pequenas como o Sol não conseguem fundir o hélio em elementos mais pesados. Por outro lado, uma certa quantidade de oxigênio deveria estar lá. Contudo, no início do século XXI, os cientistas fizeram novas medições e encontraram uma quantidade de oxigênio muito inferior à prevista.
Outros problemas começaram a aparecer em novas medições, como as análises heliossísmicas, que fornecem informações altamente precisas sobre a estrutura interior do Sol. Os resultados dessas leituras estavam em desacordo com os modelos padrão do Sol: a região convectiva (onde, dentro da estrela, a matéria sobe e desce devido à convexão), era consideravelmente maior do que o modelo padrão previsto.
De acordo com Ekaterina Magg, uma das autoras do novo estudo, a equipe descobriu que “o Sol contém 26% mais elementos mais pesados que o hélio do que estudos anteriores haviam deduzido”. O número ainda é muito pequeno em comparação ao hidrogênio e hélio, mas representa um aumento significativo. No caso do oxigênio, especificamente, o aumento foi quase de 15%.
Esses novos valores estão em boa concordância com a composição química dos meteoritos primitivos que vieram de asteroides formados no início do Sistema Solar. Isso significa que a quantidade de elementos pesados dessas rochas corresponde à abundância desses mesmos elementos detectados no Sol.
Por fim, quando os novos valores são usados nos parâmetros dos modelos atuais de estrutura e evolução solar, a discrepância surgida na “crise da abundância solar” desaparece — inclusive dos modelos de medições heliossísmicas. Também condizem com as medições de neutrinos solares, e com a luminosidade e raio de nossa estrela.
A modelagem com os parâmetros corretos deve também ajudar os astrônomos em estudos de outras estrelas. O estudo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.