Astronomer som bruker ESOs Very Large Telescope, tror de har funnet en løsning på "kosmologisk litiumavvik". Forskerne fant ut at disse stjernene har riktig mengde litium, de bare blandes inn i stjernene og synker ut av synet på teleskopene våre. Hvorfor denne blandingen skjer er fortsatt et mysterium.
Astronomer har analysert et sett med stjerner i en kuleklynge med ESOs Very Large Telescope, og astronomer kan ha funnet løsningen på en kritisk kosmologisk og fantastisk gåte. Inntil nå var et pinlig spørsmål hvorfor overflod av litium produsert i Big Bang er en faktor 2 til 3 ganger høyere enn verdien målt i atmosfæren til gamle stjerner. Svaret, sier forskerne, ligger i at overflodene av elementer målt i en stjerners atmosfære avtar med tiden.
"Slike trender er spådd av modeller som tar hensyn til diffusjonen av elementer i en stjerne", sa Andreas Korn, hovedforfatter av avisen som rapporterte resultatene i denne ukens utgave av tidsskriftet Nature [1,2]. ”Men en observasjonsbekreftelse manglet. Det vil si inntil nå. ”
Litium er et av de svært få elementene som har blitt produsert i Big Bang. Når astronomer først vet hvor mye vanlig stoff som er til stede i universet [3], er det ganske greit å hente ut hvor mye litium som ble skapt i det tidlige universet. Litium kan også måles i de eldste, metallfattige stjernene, som ble dannet av materie som ligner det primære materialet. Men den kosmologisk forutsagte verdien er for høy til å forene seg med målingene som er gjort i stjernene. Noe er galt, men hva?
Diffusive prosesser som endrer de relative overflodene av elementer i stjerner er velkjent for å spille en rolle i visse stjerner av stjerner. Under tyngdekraften vil tunge elementer ha en tendens til å synke ut av synligheten i stjernen i løpet av milliarder av år.
"Effektene av diffusjon forventes å bli mer utpreget i gamle, veldig metallfattige stjerner," sa Korn. "Gitt deres større alder har diffusjon hatt mer tid til å gi betydelige effekter enn i yngre stjerner som solen."
Astronomene opprettet dermed en observasjonskampanje for å teste disse modellforutsigelsene, og studerte en rekke stjerner i forskjellige evolusjonsstadier i den metallfattige kuleklyngen NGC 6397. Globulære klynger [4] er nyttige laboratorier i denne forbindelse, som alle stjernene de inneholder identisk alder og opprinnelig kjemisk sammensetning. Diffusjonseffektene er spådd å variere med evolusjonsstadiet. Derfor er målte trender i atmosfærisk overflod med evolusjonsstadiet en signatur på diffusjon.
Atten stjerner ble observert i mellom 2 og 12 timer med multi-objekt spektrografen FLAMES-UVES på ESOs Very Large Telescope. FLAMES-spektrografen er ideell da den lar astronomer få tak i spektra av mange stjerner om gangen. Selv i en nærliggende kuleklynge som NGC 6397 er de uutviklede stjernene veldig svake og krever ganske lange eksponeringstider.
Observasjonene viser tydelig systematiske overflodstrender langs evolusjonssekvensen til NGC 6397, som spådd av diffusjonsmodeller med ekstra blanding. Dermed er overflodene målt i atmosfæren til gamle stjerner ikke strengt tatt representative for gassen stjernene opprinnelig dannet av.
"Når denne effekten er korrigert, stemmer overfloden av litium målt i gamle, uutviklede stjerner med den kosmologisk forutsagte verdien", sa Korn. "Det kosmologiske litiumavviket blir dermed i stor grad fjernet."
"Ballen er nå i leiren til teoretikerne," la han til. "De må identifisere den fysiske mekanismen som er opprinnelsen til den ekstra blandingen."
Merknader
[1]: “En sannsynlig stjerneløsning på det kosmologiske litiumavviket”, av A.J. Korn et al.
[2]: Teamet er sammensatt av Andreas Korn, Paul Barklem, Remo Collet, Nikolai Piskunov og Bengt Gustafsson (Uppsala universitet, Sverige), Frank Grundahl (Universitetet i Aarhus, Danmark), Olivier Richard (Université Montpellier II, Frankrike) ), og Lyudmila Mashonkina (Russisk vitenskapsakademi, Russland).
[3]: Høypresisjonsmålinger av materieinnholdet i universet ble gjort de siste årene ved å studere den kosmiske mikrobølgebakgrunnen.
[4]: Globulære klynger er store aggregater av stjerner; over 100 er kjent i galaksen vår, Melkeveien. Den største inneholder millioner av stjerner. De er noen av de eldste gjenstandene som er observert i universet og ble antagelig dannet omtrent samtidig med Melkeveis galaksen, noen hundre millioner år etter Big Bang.
Originalkilde: ESO News Release
