Astronomowie używający bardzo dużego teleskopu ESO uważają, że znaleźli rozwiązanie „kosmologicznej rozbieżności litu”. Naukowcy odkryli, że te gwiazdy mają odpowiednią ilość litu, po prostu miesza się z gwiazdami, zasłaniając widok naszych teleskopów. Dlaczego tak się dzieje, wciąż pozostaje tajemnicą.
Analizując zestaw gwiazd w gromadzie kulistej za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu ESO, astronomowie mogli znaleźć rozwiązanie krytycznej kosmologicznej i gwiezdnej zagadki. Do tej pory kłopotliwe pytanie brzmiało, dlaczego obfitość litu wytwarzanego w Wielkim Wybuchu jest 2 do 3 razy wyższa niż wartość mierzona w atmosferach starych gwiazd. Naukowcy twierdzą, że odpowiedź polega na tym, że liczebność pierwiastków mierzonych w atmosferze gwiazdy maleje z czasem.
„Takie trendy są przewidywane przez modele, które uwzględniają dyfuzję pierwiastków w gwieździe”, powiedział Andreas Korn, główny autor artykułu informującego o wynikach opublikowanego w tym tygodniu czasopisma Nature [1,2]. „Brakowało jednak obserwacyjnego potwierdzenia. To znaczy do tej pory. ”
Lit jest jednym z niewielu pierwiastków wyprodukowanych w Wielkim Wybuchu. Gdy astronomowie znają ilość zwykłej materii obecnej we Wszechświecie [3], dość łatwo jest ustalić, ile litu powstało we wczesnym Wszechświecie. Lit można również mierzyć w najstarszych gwiazdach ubogich w metale, które powstały z materii podobnej do pierwotnego materiału. Ale kosmologicznie przewidywana wartość jest zbyt wysoka, aby pogodzić się z pomiarami wykonanymi w gwiazdach. Coś jest nie tak, ale co?
Wiadomo, że procesy dyfuzyjne zmieniające względną liczebność pierwiastków w gwiazdach odgrywają rolę w niektórych klasach gwiazd. Pod wpływem siły grawitacji ciężkie pierwiastki będą miały tendencję do zanikania w gwiazdę w ciągu miliardów lat.
„Oczekuje się, że efekty dyfuzji będą bardziej widoczne w starych gwiazdach bardzo ubogich w metale”, powiedział Korn. „Biorąc pod uwagę ich wiek, dyfuzja miała więcej czasu na uzyskanie znacznych efektów niż w przypadku młodszych gwiazd, takich jak Słońce.”
W ten sposób astronomowie rozpoczęli kampanię obserwacyjną w celu przetestowania tych prognoz modelu, badając różne gwiazdy na różnych etapach ewolucji w ubogiej w metale gromadzie kulistej NGC 6397. Gromady kuliste [4] są przydatnymi laboratoriami pod tym względem, podobnie jak wszystkie gwiazdy zawierają one identyczny wiek i początkowy skład chemiczny. Przewiduje się, że efekty dyfuzji będą się różnić w zależności od etapu ewolucji. Dlatego zmierzone trendy liczebności atmosferycznej na etapie ewolucji są znakiem dyfuzji.
Osiemnaście gwiazd obserwowano przez od 2 do 12 godzin za pomocą spektrografu wielu obiektów FLAMES-UVES na Very Large Telescope (ESO). Spektrograf FLAMES idealnie nadaje się, ponieważ pozwala astronomom uzyskać widma wielu gwiazd jednocześnie. Nawet w pobliskiej gromadzie kulistej, takiej jak NGC 6397, niezbadane gwiazdy są bardzo słabe i wymagają dość długich czasów ekspozycji.
Obserwacje wyraźnie pokazują systematyczne trendy liczebności wzdłuż sekwencji ewolucyjnej NGC 6397, jak przewidują modele dyfuzyjne z dodatkowym mieszaniem. Tak więc obfitości mierzone w atmosferach starych gwiazd nie są, ściśle mówiąc, reprezentatywne dla gazu, z którego pierwotnie powstały gwiazdy.
„Po skorygowaniu tego efektu, obfitość litu mierzona w starych, nieodkształconych gwiazdach zgadza się z kosmologicznie przewidywaną wartością”, powiedział Korn. „Kosmologiczna rozbieżność litu jest zatem w dużej mierze usunięta”.
„Piłka jest teraz w obozie teoretyków” - dodał. „Muszą zidentyfikować fizyczny mechanizm będący źródłem dodatkowego mieszania”.
Notatki
[1]: „Prawdopodobne gwiezdne rozwiązanie kosmologicznej rozbieżności litu”, autor: A.J. Korn i in.
[2]: Zespół tworzą Andreas Korn, Paul Barklem, Remo Collet, Nikolai Piskunov i Bengt Gustafsson (Uppsala University, Szwecja), Frank Grundahl (University of Aarhus, Dania), Olivier Richard (Université Montpellier II, Francja ) i Ludmiła Mashonkina (Rosyjska Akademia Nauk, Rosja).
[3]: W ostatnich latach przeprowadzono bardzo precyzyjne pomiary zawartości materii we Wszechświecie, badając kosmiczne tło mikrofalowe.
[4]: Gromady kuliste są dużymi skupiskami gwiazd; ponad 100 jest znanych w naszej galaktyce, Drodze Mlecznej. Największe zawierają miliony gwiazd. Są to jedne z najstarszych obiektów obserwowanych we Wszechświecie i prawdopodobnie powstały mniej więcej w tym samym czasie co Galaktyka Drogi Mlecznej, kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Oryginalne źródło: ESO News Release
