Astronomii care folosesc Telescopul foarte mare al ESO cred că au găsit o soluție la „discrepanța cosmologică a litiului”. Cercetătorii au descoperit că aceste stele au cantitatea adecvată de litiu, doar sunt amestecate în stele, scufundându-se în afara telescoapelor noastre. De ce se întâmplă această amestecare este încă un mister.
Analizând un set de stele dintr-un grup globular cu telescopul foarte mare al ESO, este posibil ca astronomii să fi găsit soluția unei ghicitori cosmologice și stelare critice. Până acum, o întrebare stânjenitoare a fost de ce abundența de litiu produsă în Big Bang este un factor de 2 până la 3 ori mai mare decât valoarea măsurată în atmosfera stelelor vechi. Răspunsul, spun cercetătorii, constă în faptul că abundența de elemente măsurate în atmosfera unei stele scade cu timpul.
„Astfel de tendințe sunt prezise de modele care iau în considerare difuzarea elementelor într-o stea”, a declarat Andreas Korn, autorul principal al lucrării care raportează rezultatele din numărul săptămânii din revista Nature [1,2]. „Dar o confirmare de observație lipsea. Adică până acum.
Litiu este unul dintre foarte puținele elemente care au fost produse în Big Bang. Odată ce astronomii știu cantitatea de materie obișnuită prezentă în Univers [3], este destul de simplu să derivăm cât de mult a fost creat litiu în Universul timpuriu. Litiu poate fi, de asemenea, măsurat în cele mai vechi stele, sărace din metal, care s-au format din materie similară cu materialul primordial. Dar valoarea prognozată cosmologic este prea mare pentru a se împăca cu măsurătorile făcute în stele. Ceva nu este în regulă, dar ce?
Procesele difuzive care modifică abundențele relative de elemente din stele sunt bine cunoscute pentru a juca un rol în anumite clase de stele. Sub forța gravitației, elementele grele vor tinde să se afunde din vizibilitate în stea de-a lungul a miliarde de ani.
„Efectele difuziei sunt de așteptat mai accentuate la stelele vechi, foarte metalice”, a spus Korn. „Având în vedere vârsta lor mai mare, difuzarea a avut mai mult timp pentru a produce efecte considerabile decât în stelele mai tinere precum Soarele.”
Astronomii au instituit astfel o campanie de observație pentru a testa aceste predicții model, studiind o varietate de stele în diferite etape de evoluție în clusterul globular sărac din metal NGC 6397. Grupurile globulare [4] sunt laboratoare utile în acest sens, ca toate stelele. ele conțin vârsta identică și compoziția chimică inițială. Se prevede că efectele de difuzie variază în funcție de stadiul evolutiv. Prin urmare, tendințele măsurate ale abundenței atmosferice cu stadiul evolutiv sunt o semnătură a difuziei.
Optzeci de stele au fost observate timp de 2 până la 12 ore cu spectrograful cu mai multe obiecte FLAMES-UVES pe telescopul foarte mare al ESO. Spectrografia FLAMES este ideală pentru că permite astronomilor să obțină spectre de multe stele la un moment dat. Chiar și într-un grup globular din apropiere, cum ar fi NGC 6397, stelele nemodificate sunt foarte slabe și necesită timpi de expunere destul de lungi.
Observațiile arată în mod clar tendințe sistemice de abundență de-a lungul secvenței evolutive a NGC 6397, așa cum au fost prezise de modelele de difuzie cu amestecare suplimentară. Astfel, abundențele măsurate în atmosferele stelelor vechi nu sunt, strict vorbind, reprezentative pentru gazul din care s-au format inițial stelele.
„Odată ce acest efect este corectat, abundența de litiu măsurată la stele vechi, nevolucrate, este de acord cu valoarea prezisă cosmologic”, a spus Korn. „Discrepanța cosmologică a litiului este în mare parte înlăturată.”
"Balul este acum în tabăra teoreticienilor", a adăugat el. „Trebuie să identifice mecanismul fizic care se află la originea amestecului suplimentar.”
notițe
[1]: „O soluție probabilă stelară la discrepanța cosmologică a litiului”, de A.J. Korn și colab.
[2]: Echipa este formată din Andreas Korn, Paul Barklem, Remo Collet, Nikolai Piskunov și Bengt Gustafsson (Universitatea Uppsala, Suedia), Frank Grundahl (Universitatea din Aarhus, Danemarca), Olivier Richard (Universitatea Montpellier II, Franța ), și Lyudmila Mashonkina (Academia Rusă de Științe, Rusia).
[3]: Măsurători de înaltă precizie a conținutului de materie a Universului au fost făcute în ultimii ani prin studierea fundalului cosmic cu microunde.
[4]: Grupurile globulare sunt agregate mari de stele; peste 100 sunt cunoscuți în galaxia noastră, Calea Lactee. Cele mai mari conțin milioane de stele. Sunt unele dintre cele mai vechi obiecte observate în Univers și s-au format probabil în același timp cu Galaxia Calea Lactee, la câteva sute de milioane de ani după Big Bang.
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
