Materia mancante all’interno del Sole

soleLe analisi del suono e della luce trasmessa dalla superficie del Sole tramite un nuovo modello in 3 dimensioni, invece dei soliti modelli 2D, suggeriscono che la sua composizione chimica sia molto differente da quanto si supponeva. Sembrano esservi molti meno elementi pesanti (più pesanti di idrogeno ed elio e che gli astronomi chiamano metalli) di quanto si stimasse usando modelli obsoleti che permettevano calcoli basati su una superficie piatta della stella, che chiaramente non è una rappresentazione accurata. I metalli mancanti significano che non si è tenuto conto di miliardi di tonnellate di massa. Una possibilità suggerita dice che il nucleo del Sole possa contenere una significativa quantità di cosiddetta materia oscura, una fonte che esercita forza gravitazionale, ma non interagisce allo stesso modo della materia ordinaria.

Si è spesso assunto che la superficie di una struttura possa essere appropriatamente rappresentata da un’area bidimensionale, completamente piatta e priva di profondità. Tuttavia, in realtà, le superfici bidimensionali non esistono in natura, se si ingrandiscono a sufficienza, anche quelle che appaiono più piatte hanno una struttura tridimensionale. Questo pone un problema quando si riesamina la fisica formulata in due dimensioni, usando un modello realistico tridimensionale.

Una tale situazione si è manifestata quando l’astronomo Martin Asplund ha usato un modello 3D della superficie del Sole, tramite la capacità di calcolo di un supercomputer. Asplund sperava di formulare un modello più accurato dall’analisi dei dati spettrali e sismologici per comprendere l’interno del Sole. Dato che tale zona interiore non può essere direttamente osservata, si usa il suono e la luce emanata dalla stella come finestra d’accesso alle informazioni. Il nuovo modello di Asplund fornisce rivelazioni controverse e affascinanti, indicanti una minor presenza di elementi pesanti rispetto a quanto ottenuto dal defunto modello 2D. Dato che suono e luce passano attraverso gli elementi pesanti, i calcoli suggeriscono la differenza di massa equivalente a miliardi di tonnellate (circa 1500 pianeti come la Terra). Per rispondere a questo risultato viene suggerita la presenza al centro del Sole di circa 10^27 kg di una materia che non si comporta come quella ordinaria. Forse a causa delle estreme temperature e pressioni in quella regione interna, la materia presenta proprietà quantistiche differenti come una opacità e risonanza acustica alterata.

Jim Bailey dei Sandia National Laboratories nel New Mexico, sembra confermare l’ipotesi usando la Z Pulse Power Facility o Z-machine, per esporre la materia a temperature e pressioni equivalenti a quelle di certe zone interne del Sole. Bailey ha scoperto che le sue misure di opacità indicano che la materia possa assorbire e trasmettere luce e forse anche il suono, in modo differente trovandosi in condizioni che deviano dal “normale” ambiente di laboratorio.

Altra potenziale spiegazione sarebbe quella della presenza di una forma di materia oscura che interagisce debolmente con le emissioni fononiche e fotoniche. L’esatta natura della materia oscura resta un mistero e sono nate diverse proposte, come le particelle WIMPS, assioni, buchi neri primordiali e dinamica superfluida dello spaziotempo. Ulteriori analisi che sfruttano la potenza di calcolo dei supercomputers possono rivelare cosa ci sia all’interno del Sole, ma per ora è certo che il modello convenzionale non offre spiegazioni che corrispondono alle osservazioni.

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Materia mancante all’interno del Sole ultima modifica: 2017-10-28T10:19:07+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l’incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all’autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)