Uppsalaforskare i Nature: Universums halva litiumförekomst återfunnen

Den låga halten litium i gamla stjärnor har varit en gåta som utmanat hela Big Bang-teorin. Genom att samtidigt studera ett antal uråldriga stjärnor i Vintergatan har en internationell grupp astrofysiker nu kunnat visa att mängden litium med tiden diffunderar ner i stjärnan, utom ”synhåll” för teleskop. Rönen presenterar i denna veckas nummer av den vetenskapliga tidskriften Nature. Big Bang-teorin förutspår, med häpnadsväckande noggrannhet, de ursprungliga förekomsterna av väte, helium och litium ett par minuter efter universums tillblivelse. Men då astronomer studerar urgamla stjärnor, som bildats av material liknande den ursprungliga blandningen, finner de genomgående lägre litiumhalter, faktiskt bara hälften. Ändå tills helt nyligen, utmanade denna ”kosmologiska litium-diskrepans” själva Big Bang-teorin. I artikeln som nu publiceras i Nature visar forskargruppen att cirka hälften av det ursprungliga litiumet i urgamla stjärnor transporteras ner från ytan och in i stjärnan genom diffusion. - Denna teoretiska idé har funnits åtminstone i två årtionden, men ingen har hittills kunna bekräfta den i verkligheten, säger Andreas Korn, forskarassistent vid Uppsala universitet och huvudförfattare till artikeln. På grund av stjärnans eget gravitationsfält, tenderar grundämnen att långsamt diffundera ner till lager i stjärnan som inte går att observera. Bara under slutet av stjärnans liv, då den blir en jätte, förs dessa grundämnen tillbaks till stjärnytan genom konvektion. Det finns dock två huvudproblem med att testa denna idé med hjälp av observationer. För det första är det näst intill omöjligt att bestämma vilken kemisk sammansättning en ensam stjärna bildades av, eftersom man saknar en referenspunkt. Man måste därför studera en homogen grupp stjärnor. För det andra är litium ett ganska ömtåligt grundämne som inte överlever resan genom stjärnan. Litiumhalten i jättestjärnor kommer således inte att vara den ursprungliga. För att testa iden jämförde forskarna förekomster av grundämnen som är lätta att observera, som järn eller kalcium, i outvecklade och mer utvecklade stjärnor i en så kallad stjärnhop, där alla stjärnor föddes tillsammans med samma grundämneshalter. De valde en av de mest närliggande av uråldriga stjärnhoparna i Vintergatan, NGC 6397, cirka 7500 ljusår bort. Det krävdes många timmars exponering med det största teleskopet (Very Large Telescope, VLT) i Chile för att få spektra med tillräcklig kvalitet för att detektera diffusionen. Forskarna fann att grundämneshalter, i enlighet med de teoretiska diffusionsmodellerna, var relaterad till stjärnans utvecklingsstadium. Slutsatsen kunde då dras från samma modeller att det ursprungligen måste ha funnits mer litium än vad outvecklade stjärnor påvisar, nämligen ungefär den mängd som förutsägs av Big Bang-teorin. - Det är en spännande upptäckt. Alla ämnen påverkas, konsekvenserna sträcker sig långt bortom litium och återstår att undersökas fullt ut, säger Andreas Korn. Referens: Nature 442, s 657-659 För mer information: Andreas Korn, tel: 018-471 59 94, mobil: 070-425 17 58 eller via e-post: Andreas.Korn@astro.uu.se Länk till pressmeddelande med eventuella bilder: http://info.uu.se/press.nsf/pm/universums.halva.id649.html Pressinformatör Anneli Waara E-post Anneli.Waara@uadm.uu.se Telefon: 018-471 1974 Mobil: 0704-250718 Fax: 018- 471 1520 Adress: Box 256, 751 05 Uppsala