Os astrônomos que usam o Very Large Telescope do ESO acham que encontraram uma solução para a "discrepância cosmológica de lítio". Os pesquisadores descobriram que essas estrelas têm a quantidade adequada de lítio, apenas sendo misturadas às estrelas, desaparecendo fora da vista dos nossos telescópios. Por que essa mistura está acontecendo ainda é um mistério.
Analisando um conjunto de estrelas em um aglomerado globular com o Very Large Telescope do ESO, os astrônomos podem ter encontrado a solução para um enigma cosmológico e estelar crítico. Até agora, uma pergunta embaraçosa era por que a abundância de lítio produzido no Big Bang é um fator 2 a 3 vezes maior que o valor medido nas atmosferas de estrelas antigas. A resposta, dizem os pesquisadores, está no fato de que a abundância de elementos medidos na atmosfera de uma estrela diminui com o tempo.
"Tais tendências são previstas por modelos que levam em conta a difusão de elementos em uma estrela", disse Andreas Korn, principal autor do artigo, relatando os resultados na edição desta semana da revista Nature [1,2]. “Mas faltava uma confirmação observacional. Isto é, até agora.
O lítio é um dos poucos elementos produzidos no Big Bang. Uma vez que os astrônomos conhecem a quantidade de matéria comum presente no Universo [3], é bastante simples derivar a quantidade de lítio criada no início do Universo. O lítio também pode ser medido nas estrelas mais antigas, pobres em metais, formadas a partir de matéria semelhante ao material primordial. Mas o valor cosmologicamente previsto é alto demais para se reconciliar com as medições feitas nas estrelas. Algo está errado, mas o que?
Sabe-se que processos difusos que alteram a abundância relativa de elementos nas estrelas desempenham um papel em certas classes de estrelas. Sob a força da gravidade, elementos pesados tendem a afundar na visibilidade da estrela ao longo de bilhões de anos.
"Espera-se que os efeitos da difusão sejam mais pronunciados em estrelas antigas, muito pobres em metais", disse Korn. "Dada a idade maior, a difusão teve mais tempo para produzir efeitos consideráveis do que em estrelas mais jovens como o Sol".
Os astrônomos, portanto, montaram uma campanha de observação para testar essas previsões de modelo, estudando uma variedade de estrelas em diferentes estágios de evolução no aglomerado globular pobre em metais NGC 6397. Os aglomerados globulares [4] são laboratórios úteis a esse respeito, pois todas as estrelas eles contêm idade idêntica e composição química inicial. Prevê-se que os efeitos de difusão variem com o estágio evolutivo. Portanto, as tendências de abundância atmosférica medidas com estágio evolutivo são uma assinatura de difusão.
Dezoito estrelas foram observadas entre 2 e 12 horas com o espectrógrafo de múltiplos objetos FLAMES-UVES no Very Large Telescope do ESO. O espectrógrafo FLAMES é ideal, pois permite que os astrônomos obtenham espectros de muitas estrelas ao mesmo tempo. Mesmo em um aglomerado globular próximo, como o NGC 6397, as estrelas não evoluídas são muito fracas e requerem tempos de exposição bastante longos.
As observações mostram claramente tendências sistemáticas de abundância ao longo da sequência evolutiva do NGC 6397, como previsto por modelos de difusão com mistura extra. Assim, as abundâncias medidas nas atmosferas de estrelas antigas não são, estritamente falando, representativas do gás do qual as estrelas originalmente se formaram.
"Uma vez que esse efeito é corrigido, a abundância de lítio medida em estrelas antigas e não evoluídas concorda com o valor cosmologicamente previsto", disse Korn. "A discrepância cosmológica de lítio é, portanto, amplamente removida."
"A bola está agora no campo dos teóricos", acrescentou. "Eles precisam identificar o mecanismo físico que está na origem da mistura extra".
Notas
[1]: "Uma provável solução estelar para a discrepância cosmológica de lítio", de A.J. Korn et al.
[2]: A equipe é composta por Andreas Korn, Paul Barklem, Remo Collet, Nikolai Piskunov e Bengt Gustafsson (Universidade de Uppsala, Suécia), Frank Grundahl (Universidade de Aarhus, Dinamarca), Olivier Richard (Universidade Montpellier II, França). ) e Lyudmila Mashonkina (Academia Russa de Ciências, Rússia).
[3]: Medições de alta precisão do conteúdo de matéria do Universo foram feitas nos últimos anos, estudando o fundo cósmico de microondas.
[4]: Aglomerados globulares são grandes agregados de estrelas; mais de 100 são conhecidas em nossa galáxia, a Via Láctea. Os maiores contêm milhões de estrelas. Eles são alguns dos objetos mais antigos observados no Universo e, presumivelmente, foram formados na mesma época que a Via Láctea, algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
