Quanto ouro há em nosso sol?

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O XKCD 1944 afirma que "há mais ouro ao sol do que água nos oceanos". Isso é mesmo verdade?

the-sun

— Jakub Šturc
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Quem aqui ousaria contradizer o xkcd.com? :-)

— StephenG

Texto alternativo para pessoas que não desejam acessar o XKCD: "A retina é a superfície exposta do cérebro; portanto, se você pensar em um pote de ouro enquanto olha para um arco-íris, então existe um em ambos os lados".

— precisa saber é o seguinte

Já foi explicado em explanxkcd.com/wiki/index.php/1944

— vsz 19/01/19

@StephenG Por mais que eu odeie contradizer o XKCD, não é assim que o arco-íris funciona. Você não terá um arco-íris parcial se houver simplesmente uma nuvem na posição correta. Tem que ser gotas de chuva.

— Lister

Também discutido no fórum xkcd .

— Raidri

Respostas:

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A massa do sol é 1.989 × 10 ³⁰ kg.

A abundância de elementos no Sol fornece uma porcentagem de 1 × 10 ^-7 % para o ouro ^* , de modo que deixa uma massa de 1.989 × 10 ²¹ kg de ouro.

O HowStuffWorks afirma que há 1,26 × 10 ²¹ kg de água na Terra, dos quais 98% estão nos oceanos, ou seja, 1.235 × 10 ²¹ kg.

Isso significaria que a afirmação XKCD é verdadeira: há 1,6 vezes mais ouro no sol do que água nos oceanos.

^{* Eles citam WolframAlpha como sua fonte. A execução do SolarAbundance "Gold" confirma essa porcentagem (em massa).}

— Jan Doggen
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Há pelo menos dois problemas com esse cálculo: (1) A fonte da abundância não diz se a porcentagem é de massa ou de número de átomos; (2) se é a porcentagem de massa, 1 × 10 -7 % significa algo entre 0,5 × 10 -7 % e 1,5 × 10 -7 %, então a proporção pode ser tão baixo quanto 0,8, que é menor que 1.

— Peter Taylor

Como esse ouro chegou lá? Tenho a impressão de que, como estrela principal da sequência, o sol não pode criar seu próprio ouro através da síntese de elementos. Então, eu estou supondo que o ouro no sol estava presente quando o sol começou a queimar, e eu acho que deve vir de supernovas da geração mais antiga?

— ChocolateAndCheese

@ChocolateAndCheese Correto, praticamente todos os elementos mais pesados que o Hélio no Sol (e no resto do sistema solar) são restos de estrelas mais velhas.

— Dan Neely

@ Peter Taylor, da mesma forma, o desenho animado do XKCD não indica se é mais por massa ou mais por número de átomos / moléculas.

— Octopus

@ Octopus ou em volume. 2 libras de ouro é um pouco menor que 1 libra de água do mar.

— userLTK

"Abundâncias de elementos no Sol - Manual dos Elementos", o KnowledgeDoor afirma que o log base 10 do número de átomos de ouro no Sol para cada átomos de hidrogênio é . Se estou lendo as referências corretamente, é de Abundances of the Elements: Meteoritic and Solar , Anders, Edward e Nicolas Grevesse, Geochimica et Cosmochimica Acta , volume 53, número 1, 1989, pp. 197-214, doi: 10.1016 / 0016-7037 (89) 90286-X $10^{12}$ $1.01 \pm 0.15$

A massa atômica do ouro é vezes a massa atômica do hidrogênio (números mais precisos estão disponíveis, mas irrelevantes, dada a precisão das proporções atômicas). Portanto, kg de ouro para cada kg de hidrogênio, significando que ignorando todos os outros elementos e funcionando com kg para a massa do Sol, ele contém kg de ouro. A consideração de outros elementos - o hélio é realmente significativo - reduz esse valor para kg. $197$ $2020$ $10^{12}$ $1.99 \times 10^{30}$ $4 \times 10^{21}$ $3 \times 10^{21}$

Isso é aproximadamente o dobro da massa do oceano, o que corresponde a 2 desvios padrão ( vs o desvio padrão de no valor log 10 da abundância). $\log_{10} 2 \approx 0.3$ $0.15$

— Peter Taylor
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O número 10 ^ 1,01 é a abundância na fotosfera em relação a H = 10 ^ 12. Espera-se que outros elementos além de H sejam gravitacionalmente esgotados na fotosfera, portanto esse número não é representativo de todo o sol. Consulte a seção 2.2.1.2.2 aqui: par.nsf.gov/servlets/purl/10036398

— DavePhD

@DavePhD, então em outras palavras, isso é uma subestimação, reforçando a conclusão?

— Peter Taylor

sim, uma subestimação

— DavePhD