Al principio había cuatro elementos "fundamentales" además del hidrógeno, no la Tierra, el Aire, el Fuego o el Agua, sino más bien Helio 3, Helio 4, Deuterio y Litio-7, cuatro isótopos "ligeros" producidos por nucleosíntesis primordial duranteel Big Bang. Los cuatro elementos permanecen, pero los cálculos simplemente no cuadran. Las estrellas "pobres en metales" son cuerpos celestes compuestos principalmente de material primitivo. Basado en el Modelo Cosmológico Estándar - la teoría más aceptada hoy para explicarEl universo: los científicos han calculado cuánto debería contener Li7, pero las mediciones muestran que es un factor 3 menos de lo que debería ser. La pregunta sigue siendo si las predicciones teóricas fueron incorrectas o si se perdió parte del litio.la manera.
"El 'problema del litio' es bien conocido entre los astrofísicos ya que los satélites WMAP y Planck proporcionaron una medición precisa de la densidad bariónica universal. Los astrónomos trataron desesperadamente de dar una explicación, pero nunca convincente", explica Fu Xiaoting, un estudiante de la Escuela Internacionalfor Advanced Studies, SISSA, y el primer autor del estudio publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . "Hasta ahora, las predicciones proporcionadas por estos modelos no han podido reproducir las observaciones. Sin embargo, el modelo que desarrollamos aquí en SISSA muestra un excelente acuerdo". Fu, en colaboración con su supervisor Alessandro Bressan, Paolo Molaro INAFy Paola Marigo UNIPD, desarrollaron un nuevo modelo estelar que explica la evolución del litio y es consistente con las observaciones.
"Además de la baja abundancia de Li7 en estas viejas estrellas, otro aspecto problemático es que incluso si las estrellas varían entre ellas en brillo y temperatura la cantidad de litio es constante - los científicos llaman a esto la meseta de Spite -mientras que esperaríamos cierta variabilidad ", dice Fu." Nuestros cálculos nos permitieron formar una explicación plausible y medible que, esperamos en el futuro, sea experimentalmente verificable ".
Entonces, ¿cuál es exactamente la explicación? "El litio se destruye en una etapa muy temprana, y el sistema de la estrella en formación aumenta más el medio ambiente circundante, alcanzando así el nivel que medimos hoy", dice Paolo Molaro, unode los coautores del Observatorio de Trieste.
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El modelo propuesto por Fu y sus compañeros de trabajo es "medioambiental" porque tiene en cuenta el entorno en el que se forma la estrella. "Las estrellas se desarrollan en un ambiente rico en gas, el disco de acreción, que espesa y alimenta lo celestialEn las estrellas pobres en metales formadas poco después del Big Bang, el litio que ingresó durante su formación se quemó muy rápidamente, después de lo cual las estrellas continuaron acumulándolo desde el espacio circundante hasta que los fotones extremadamente ultravioletas volaron el material circundante.de las estrellas. En ese punto, las estrellas están a punto de alcanzar su estado estable secuencia principal. Durante el siguiente tiempo de vida, 10-12 Gyr, los elementos superficiales más pesados que el hidrógeno se asientan un poco debido a la sedimentación.El litio que quedó es lo que medimos hoy ".
El modelo tiene la ventaja de que puede generalizarse para explicar otras anomalías. "Tome nuestro Sol, por ejemplo. Las mediciones nos dicen que contiene solo una quincuagésima parte del litio que esperaríamos. ¿Cómo es eso posible?"Puede ser culpa de los planetas", dice Fu. "Sí, porque mientras nuestro Sol se estaba formando había una complicación: su sistema planetario también se estaba formando. En algún momento el nacimiento de los planetas" absorbió "el gas y con elgas también el litio, quitándolo de nuestra estrella ".
"Para probar nuestro modelo definitivamente, tenemos que esperar los avances técnicos que aún no están disponibles", agrega Fu. "Cuando sea posible observar estrellas pobres en metales en el proceso de formación, podremos verificar elexistencia de la fase de pérdida rápida de litio original. Por ahora está fuera del alcance, pero observatorios como E-ELT European Extremely Large Telescope, ESO en construcción en Chile, podrían proporcionar datos interesantes, pero será al menos otrodiez años."
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Materiales proporcionado por Escuela Internacional de Estudios Avanzados SISSA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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