Astronomové používající velmi velký dalekohled ESO si myslí, že našli řešení „kosmologického lithiového rozporu“. Vědci zjistili, že tyto hvězdy mají správné množství lithia, pouze se mísí s hvězdami a klesá z pohledu našich dalekohledů. Proč se toto míchání děje, je stále záhadou.
Při analýze sady hvězd v kulovém shluku pomocí velmi velkého dalekohledu ESO mohli astronomové najít řešení kritické kosmologické a hvězdné hádanky. Až dosud byla trapná otázka, proč je množství lithia produkovaného ve Velkém třesku dvakrát až třikrát vyšší než hodnota naměřená v atmosféře starých hvězd. Odpověď vědci tvrdí, že spočívá v tom, že množství prvků měřených v atmosféře hvězdy s časem klesá.
"Takové trendy jsou předpovídány modely, které berou v úvahu šíření prvků ve hvězdě," uvedla Andreas Korn, hlavní autorka článku, který podává zprávy o výsledcích v tomto týdnu vydání časopisu Nature [1,2]. "Ale observační potvrzení chybělo." To je až dosud. “
Lithium je jedním z mála prvků, které byly vyrobeny ve Velkém třesku. Jakmile astronomové znají množství obyčejné hmoty přítomné ve vesmíru [3], je poměrně snadné odvodit, kolik lithia bylo vytvořeno v časném vesmíru. Lithium lze také měřit u nejstarších, kovově chudých hvězd, které se tvořily z hmoty podobné prvotnímu materiálu. Kosmologicky předpovězená hodnota je však příliš vysoká na to, aby byla v souladu s měřeními provedenými ve hvězdách. Něco je špatně, ale co?
Je známo, že difuzní procesy měnící relativní hojnost prvků ve hvězdách hrají roli v určitých třídách hvězd. Pod tíhou gravitace budou mít těžké elementy tendenci klesat z viditelnosti do hvězdy v průběhu miliard let.
"Očekává se, že účinky difúze budou výraznější u starých hvězd velmi chudých na kov," řekl Korn. "Vzhledem k jejich vyššímu věku měla difúze více času na vyvolání značných efektů než u mladších hvězd, jako je Slunce."
Astronomové tak zahájili pozorovací kampaň, aby otestovali tyto modelové předpovědi a studovali různé hvězdy v různých stádiích vývoje v globálně chudém klastru NGC 6397. Globulární klastry [4] jsou v tomto ohledu užitečnými laboratořemi, protože všechny hvězdy obsahují stejné stáří a počáteční chemické složení. Předpokládá se, že difúzní účinky se budou lišit v závislosti na vývojové fázi. Proto jsou měřené trendy atmosférické hojnosti s vývojovou fází znakem difúze.
Osmnáct hvězd bylo pozorováno po dobu 2 až 12 hodin pomocí multi-objektového spektrografu FLAMES-UVES na velmi velkém dalekohledu ESO. Spektrograf FLAMES je ideálně vhodný, protože umožňuje astronomům získat spektra mnoha hvězd najednou. I v blízkém kulovém shluku, jako je NGC 6397, jsou nerozvinuté hvězdy velmi slabé a vyžadují poměrně dlouhé expoziční časy.
Pozorování jasně ukazují systematické hojné trendy podél evoluční sekvence NGC 6397, jak bylo předpovězeno difúzními modely s extra mícháním. Hojnosti měřené v atmosféře starých hvězd tedy nejsou, přesně řečeno, reprezentativní pro plyn, ze kterého byly hvězdy původně vytvořeny.
"Jakmile bude tento účinek napraven, množství lithia měřené ve starých, nerozvinutých hvězdách souhlasí s kosmologicky předpovězenou hodnotou," řekl Korn. "Kosmologický rozdíl v lithiu je tak do značné míry odstraněn."
"Míč je nyní v táboře teoretiků," dodal. "Musí identifikovat fyzikální mechanismus, který je původem extra míchání."
Poznámky
[1]: „Pravděpodobné hvězdné řešení kosmologické odchylky lithia“, autor: A.J. Korn a kol.
[2]: Tým se skládá z Andrease Korna, Paula Barklima, Rema Colleta, Nikolai Piskunova a Bengta Gustafssona (Uppsala University, Švédsko), Frank Grundahl (University of Aarhus, Dánsko), Oliviera Richarda (Università Montpellier II, Francie) ) a Lyudmila Mashonkina (Ruská akademie věd, Rusko).
[3]: Vysoce přesná měření obsahu hmoty ve vesmíru byla v posledních letech provedena studiem kosmického mikrovlnného pozadí.
[4]: Kulové hvězdokupy jsou velké shluky hvězd; více než 100 je známo v naší galaxii, Mléčná dráha. Největší obsahují miliony hvězd. Jsou to některé z nejstarších předmětů pozorovaných ve vesmíru a pravděpodobně byly vytvořeny přibližně ve stejnou dobu jako Galaxie Mléčná dráha, několik set milionů let po Velkém třesku.
Původní zdroj: ESO News Release
