Astronomi, kas izmanto ESO ļoti lielo teleskopu, domā, ka viņi ir atraduši risinājumu “kosmoloģiskajai litija neatbilstībai”. Pētnieki atklāja, ka šīm zvaigznēm ir atbilstošs litija daudzums, tās vienkārši tiek sajauktas zvaigznēs, un tās izkrīt no mūsu teleskopiem. Kāpēc notiek šī sajaukšana, joprojām ir noslēpums.
Analizējot zvaigžņu kopumu globālā klasterī ar ESO ļoti lielo teleskopu, iespējams, astronomi ir atraduši risinājumu kritiskai kosmoloģiskai un zvaigžņu mīklai. Līdz šim mulsinošs jautājums bija iemesls, kāpēc Lielajā sprādzienā saražotā litija daudzums ir 2–3 reizes lielāks par vērtību, kas izmērīta veco zvaigžņu atmosfērā. Pētnieki apgalvo, ka atbilde slēpjas faktā, ka zvaigznes atmosfērā izmērītais elementu daudzums ar laiku samazinās.
"Šādas tendences prognozē modeļi, kas ņem vērā elementu izkliedi zvaigznē", sacīja Andreas Korn, galvenā autora raksts, kas ziņo par rezultātiem šīs nedēļas žurnāla Nature [1,2] numurā. “Bet trūka novērošanas apstiprinājuma. Tas ir, līdz šim. ”
Litijs ir viens no nedaudzajiem elementiem, kas ražoti lielajā sprādzienā. Kad astronomi zina parasto matēriju daudzumu Visumā [3], ir diezgan vienkārši secināt, cik daudz litija tika izveidots agrīnajā Visumā. Litiju var izmērīt arī vecākajās zvaigznēs, kurās trūkst metālu un kuras veidojas no matērijai līdzīgām vielām. Bet kosmoloģiski prognozētā vērtība ir pārāk augsta, lai varētu samierināties ar zvaigznēs veiktajiem mērījumiem. Kaut kas nav kārtībā, bet kas?
Dažādās zvaigžņu klasēs ir zināmi difūzie procesi, kas maina elementu relatīvo pārpilnību zvaigznēs. Gravitācijas spēka ietekmē smagie elementi miljardiem gadu laikā mēdz nogrimt no zvaigznes redzamības.
"Paredzams, ka difūzijas ietekme būs izteiktāka vecās, ļoti sliktās zvaigznēs," sacīja Korns. "Ņemot vērā viņu vecumu, difūzijai ir bijis vairāk laika, lai radītu ievērojamus efektus nekā jaunākajās zvaigznēs, piemēram, Saule."
Tādējādi astronomi izveidoja novērošanas kampaņu, lai pārbaudītu šīs modeļa prognozes, izpētot dažādas zvaigznes dažādos evolūcijas posmos metālu nabadzīgajā globular klasterī NGC 6397. Globular clusters [4] šajā ziņā ir noderīgas laboratorijas, jo visas zvaigznes tiem ir vienāds vecums un sākotnējais ķīmiskais sastāvs. Paredzams, ka difūzijas efekti mainīsies atkarībā no evolūcijas posma. Tāpēc izmērītās atmosfēras pārpilnības tendences ar evolūcijas stadiju ir difūzijas signāls.
Astoņpadsmit zvaigznes tika novērotas no 2 līdz 12 stundām ar daudzobjektu spektrogrāfu FLAMES-UVES ESO ļoti lielajā teleskopā. Spektrogrāfs FLAMES ir ideāli piemērots, jo tas ļauj astronomiem iegūt daudzu zvaigžņu spektrus vienlaikus. Pat netālu esošā globālā klasterī, piemēram, NGC 6397, neizvērstās zvaigznes ir ļoti vājas un prasa diezgan ilgu ekspozīcijas laiku.
Novērojumi skaidri parāda sistemātiskas pārpilnības tendences NGC 6397 evolūcijas secībā, kā to paredz difūzijas modeļi ar papildu sajaukšanu. Tādējādi vecu zvaigžņu atmosfērā izmērītie daudzumi, stingri runājot, neatspoguļo to gāzi, no kuras zvaigznes sākotnēji izveidojās.
"Kad šis efekts ir koriģēts, litija pārpilnība, kas izmērīta vecās, neattīstītās zvaigznēs, atbilst kosmoloģiski prognozētajai vērtībai," sacīja Korns. "Tādējādi kosmoloģiskā litija neatbilstība ir lielā mērā novērsta."
"Bumba tagad atrodas teorētiķu nometnē," viņš piebilda. "Viņiem ir jāidentificē fiziskais mehānisms, kas ir papildu sajaukšanas pamatā."
Piezīmes
[1]: “Iespējams zvaigžņu risinājums kosmoloģiskajai litija neatbilstībai”, autors A.J. Korns et al.
] ) un Ludmila Mashonkina (Krievijas Zinātņu akadēmija, Krievija).
[3]: Pēdējos gados tika veikti ļoti precīzi Visuma matērijas satura mērījumi, pētot kosmisko mikroviļņu fonu.
[4]: Globālie kopas ir lieli zvaigžņu kopumi; vairāk nekā 100 ir zināmi mūsu galaktikā, Piena Ceļā. Lielākajās ir miljoniem zvaigžņu. Tie ir daži no vecākajiem objektiem, kas novēroti Visumā, un, domājams, tie tika izveidoti apmēram tajā pašā laikā ar Piena ceļa galaktiku, dažus simtus miljonus gadu pēc lielā sprādziena.
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
