Los astrónomos que usan el Very Large Telescope de ESO piensan que han encontrado una solución a la "discrepancia cosmológica de litio". Los investigadores descubrieron que estas estrellas tienen la cantidad adecuada de litio, simplemente se mezclan con las estrellas y se hunden fuera de la vista de nuestros telescopios. Por qué está ocurriendo esta mezcla sigue siendo un misterio.
Al analizar un conjunto de estrellas en un cúmulo globular con el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos pueden haber encontrado la solución a un enigma cosmológico y estelar crítico. Hasta ahora, una pregunta embarazosa era por qué la abundancia de litio producida en el Big Bang es un factor 2 a 3 veces mayor que el valor medido en las atmósferas de las estrellas viejas. La respuesta, dicen los investigadores, radica en el hecho de que la abundancia de elementos medidos en la atmósfera de una estrella disminuye con el tiempo.
"Dichas tendencias son predichas por modelos que tienen en cuenta la difusión de elementos en una estrella", dijo Andreas Korn, autor principal del artículo que informa los resultados en la edición de esta semana de la revista Nature [1,2]. “Pero faltaba una confirmación de observación. Es decir, hasta ahora.
El litio es uno de los pocos elementos que se han producido en el Big Bang. Una vez que los astrónomos conocen la cantidad de materia ordinaria presente en el Universo [3], es bastante sencillo deducir cuánto litio se creó en el Universo temprano. El litio también se puede medir en las estrellas más antiguas, pobres en metales, que se formaron a partir de materia similar al material primordial. Pero el valor cosmológicamente predicho es demasiado alto para conciliar con las mediciones realizadas en las estrellas. Algo está mal, pero ¿qué?
Los procesos difusivos que alteran la abundancia relativa de elementos en las estrellas son bien conocidos por desempeñar un papel en ciertas clases de estrellas. Bajo la fuerza de la gravedad, los elementos pesados tenderán a perder visibilidad en la estrella a lo largo de miles de millones de años.
"Se espera que los efectos de la difusión sean más pronunciados en las viejas estrellas muy pobres en metales", dijo Korn. "Dada su mayor edad, la difusión ha tenido más tiempo para producir efectos considerables que en estrellas más jóvenes como el Sol".
Los astrónomos organizaron una campaña de observación para probar estas predicciones del modelo, estudiando una variedad de estrellas en diferentes etapas de evolución en el cúmulo globular pobre en metales NGC 6397. Los cúmulos globulares [4] son laboratorios útiles a este respecto, ya que todas las estrellas Contienen tienen la misma edad y composición química inicial. Se predice que los efectos de difusión varían con la etapa evolutiva. Por lo tanto, las tendencias de abundancia atmosférica medidas con etapa evolutiva son una firma de difusión.
Se observaron 18 estrellas durante 2 a 12 horas con el espectrógrafo de objetos múltiples FLAMES-UVES en el Very Large Telescope de ESO. El espectrógrafo FLAMES es ideal ya que permite a los astrónomos obtener espectros de muchas estrellas a la vez. Incluso en un cúmulo globular cercano como NGC 6397, las estrellas no evolucionadas son muy débiles y requieren tiempos de exposición bastante largos.
Las observaciones muestran claramente tendencias sistemáticas de abundancia a lo largo de la secuencia evolutiva de NGC 6397, según lo predicho por modelos de difusión con mezcla adicional. Por lo tanto, las abundancias medidas en las atmósferas de las estrellas viejas no son, estrictamente hablando, representativas del gas del que se formaron originalmente las estrellas.
"Una vez que se corrige este efecto, la abundancia de litio medida en estrellas viejas no evolucionadas concuerda con el valor predicho cosmológicamente", dijo Korn. "La discrepancia cosmológica de litio se elimina en gran medida".
"La pelota está ahora en el campamento de los teóricos", agregó. "Tienen que identificar el mecanismo físico que está en el origen de la mezcla adicional".
Notas
[1]: "Una probable solución estelar a la discrepancia cosmológica de litio", por A.J. Korn y col.
[2]: El equipo está compuesto por Andreas Korn, Paul Barklem, Remo Collet, Nikolai Piskunov y Bengt Gustafsson (Universidad de Uppsala, Suecia), Frank Grundahl (Universidad de Aarhus, Dinamarca), Olivier Richard (Universidad Montpellier II, Francia). ) y Lyudmila Mashonkina (Academia de Ciencias de Rusia, Rusia).
[3]: Las mediciones de alta precisión del contenido de materia del Universo se realizaron en los últimos años al estudiar el fondo cósmico de microondas.
[4]: los cúmulos globulares son grandes agregados de estrellas; Se conocen más de 100 en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Los más grandes contienen millones de estrellas. Son algunos de los objetos más antiguos observados en el Universo y presumiblemente se formaron aproximadamente al mismo tiempo que la Vía Láctea, unos cientos de millones de años después del Big Bang.
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
