Le Soleil contiendrait 55 % d’argent de plus que ne l’indiquaient les estimations précédentes. Cette réévaluation ne signifie pas que notre étoile renferme de grandes quantités de métal précieux. L’argent reste extrêmement minoritaire, mais sa mesure aide à retracer l’histoire chimique de la Voie lactée.
Comme les autres étoiles, le Soleil est composé presque entièrement d’hydrogène et d’hélium. Les éléments plus lourds représentent environ 1,5 % de sa masse. Malgré leur faible abondance, ils servent de marqueurs pour comprendre la formation des étoiles, des planètes et des nuages de gaz.
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Pour mesurer l’argent solaire, les astronomes analysent la lumière produite par le Soleil. Les atomes présents dans son atmosphère absorbent certaines longueurs d’onde. Ces raies spectrales forment une empreinte caractéristique, qui permet d’estimer la quantité de chaque élément.
Les précédentes évaluations reposaient sur des modèles simplifiés de l’atmosphère solaire. Or les couches externes du Soleil sont traversées par des mouvements désordonnés, et l'énergie omniprésente de cet environnement peut aussi modifier l’état des atomes qui ont produit les raies observées.
La nouvelle étude combine un modèle dynamique en trois dimensions avec des calculs améliorés de physique atomique. Elle prend notamment en compte des situations hors équilibre, dans lesquelles les atomes d’argent ne réagissent pas comme dans un environnement parfaitement stable.
Avec cette méthode, l’abondance estimée de l’argent augmente de 55 % par rapport aux calculs précédents. Ce résultat réduit fortement un écart ancien entre la composition mesurée du Soleil et celle de météorites primitives.
Ces météorites se sont formées il y a environ 4,6 milliards d’années à partir du même nuage de gaz et de poussière que le Soleil. Les deux valeurs, corrigées des éléments légers spécifiques du Soleil, auraient donc dû être proches. La nouvelle estimation rend ces compositions beaucoup plus cohérentes.
L’intérêt de ce travail dépasse la seule composition de notre étoile. L’argent et d’autres éléments lourds sont produits dans des étoiles ou lors d’explosions stellaires. Leur répartition permet de suivre l’évolution chimique de la Galaxie au fil des générations.
Les chercheurs souhaitent maintenant appliquer cette méthode à d’autres étoiles. La comparaison de leurs signatures lumineuses pourrait préciser quand et dans quels événements cosmiques l’argent s’est formé avant d’entrer dans la matière qui a donné naissance au Système solaire.