ESO: n erittäin suurta teleskooppia käyttävät tähtitieteilijät uskovat löytäneensä ratkaisun ”kosmologiseen litiumeroon”. Tutkijat havaitsivat, että näillä tähtiillä on riittävä määrä litiumia, se on vain sekoitettu tähtiin, uppoutuneena teleskooppiemme näkymästä. Miksi tämä sekoittaminen tapahtuu, on edelleen mysteeri.
Analysoimalla tähtiryhmää globaalissa klusterissa ESO: n erittäin suurella teleskoopilla, tähtitieteilijät ovat löytäneet ratkaisun kriittiseen kosmologiseen ja tähtien arvoitukseen. Tähän asti kiusallista kysymystä oli, miksi Isossa räjähdyksessä tuotetun litiumin määrä on 2–3 kertaa suurempi kuin vanhojen tähtiä ilmakehässä mitattu arvo. Tutkijoiden mukaan vastaus on siinä, että tähden ilmakehässä mitattujen elementtien määrä vähenee ajan myötä.
"Tällaisia suuntauksia ennustavat mallit, joissa otetaan huomioon elementtien leviäminen tähdessä", sanoi tämän viikon lehden Nature [1,2] -lehden tuloksia käsittelevän tutkimuksen päätekijä Andreas Korn. ”Mutta havainnoiva vahvistus puuttui. Eli tähän asti. "
Litium on yksi harvoista elementeistä, joita on tuotettu isossa räjähdyksessä. Kun tähtitieteilijät tietävät universumissa läsnä olevan tavallisen aineen määrän [3], on melko yksinkertaista päättää, kuinka paljon litiumia aikaisessa universumissa syntyi. Litium voidaan mitata myös vanhimmissa, köyhissä metalleissa, jotka muodostuvat alkumateriaalin kaltaisesta aineesta. Mutta kosmologisesti ennustettu arvo on liian korkea sopeutuakseen tähtiin tehtyihin mittauksiin. Jotain on vialla, mutta mitä?
Tähtien elementtien suhteellista määrää muuttavien diffuusisten prosessien tiedetään olevan tärkeitä tietyissä tähtiluokissa. Painovoiman voimalla raskaat elementit pyrkivät uppoutumaan näkyvyyteen tähtiin miljardien vuosien aikana.
"Diffuusion vaikutusten odotetaan olevan selvempiä vanhoissa, erittäin metallivajoissa tähdellä", Korn sanoi. "Heidän ikänsä vuoksi diffuusiolla on ollut enemmän aikaa tuottaa huomattavia vaikutuksia kuin nuorempissa tähdissä, kuten aurinko."
Tähtitieteilijät käynnistivät siis havaintokampanjan näiden malli-ennusteiden testaamiseksi tutkimalla erilaisia tähtiä evoluution eri vaiheissa metallin köyhässä globaaliklusterissa NGC 6397. Globular klusterit [4] ovat tässä suhteessa hyödyllisiä laboratorioita, koska kaikki tähdet Niillä on sama ikä ja alkuperäinen kemiallinen koostumus. Difuusiovaikutusten ennustetaan vaihtelevan evoluutiovaiheen mukaan. Siksi mitatut ilmakehän määrän trendit evoluutiovaiheessa ovat diffuusion merkki.
Kahdeksantoista tähteä havaittiin 2–12 tunnin ajan moniobjektiivispektrografilla FLAMES-UVES ESO: n erittäin suurella kaukoputkella. FLAMES-spektrograafi on ihanteellinen, koska sen avulla tähtitieteilijät voivat saada monen tähden kerroksia kerrallaan. Jopa lähellä olevassa globaalissa klusterissa, kuten NGC 6397, pyöreät tähdet ovat hyvin heikot ja vaativat melko pitkiä valotusaikoja.
Havainnot osoittavat selvästi systemaattiset runsaussuuntaukset NGC 6397: n evoluutiojärjestyksessä, kuten diffuusomallit ennustavat lisäsekoittamalla. Siten vanhojen tähtiä ilmakehässä mitatut määrät eivät tarkoita tiukasti sitä kaasua, josta tähdet alun perin muodostuivat.
"Kun tämä vaikutus on korjattu, vanhoissa, kehittymättömissä tähteissä mitattu litiumin määrä on yhtä mieltä kosmologisesti ennustetun arvon kanssa", Korn sanoi. "Kosmologinen litiumierot poistetaan siten suurelta osin."
"Pallo on nyt teoreetikkojen leirillä", hän lisäsi. "Heidän on tunnistettava fysikaalinen mekanismi, joka on ylimääräisen sekoituksen lähtökohtana."
Huomautuksia
[1]: "Mahdollinen tähtien ratkaisu kosmologiseen litiumin eroon", kirjoittanut A.J. Korn et ai.
[2]: Joukkue koostuu Andreas Kornista, Paul Barklemista, Remo Colletista, Nikolai Piskunovista ja Bengt Gustafssonista (Uppsalan yliopisto, Ruotsi), Frank Grundahl (Århusin yliopisto, Tanska), Olivier Richard (yliopisto Montpellier II, Ranska). ) ja Lyudmila Mashonkina (Venäjän tiedeakatemia, Venäjä).
[3]: Universumin ainesisällön tarkkuusmittaukset tehtiin viime vuosina tutkimalla kosmista mikroaaltotaustaa.
[4]: Globular klusterit ovat suuria tähtien yhdistelmiä; Yli 100 tunnetaan galaksissamme, Linnunradalla. Suurimmissa on miljoonia tähtiä. Ne ovat eräitä vanhimmista esineistä, joita on havaittu maailmankaikkeudessa, ja ne luotiin oletettavasti samanaikaisesti Linnunradan galaksin kanssa, muutama sata miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen.
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
