Cercando il litio nelle nane bianche

UN NUOVO CAMPO DI RICERCA PER RISOLVERE UN IMPORTANTE PROBLEMA COSMOLOGICO

Secondo il modello cosmologico più accreditato, 13,8 miliardi di anni fa, subito dopo il Big Bang avvenne la nucleosintesi primordiale in cui si produsse idrogeno (1H e 2H), elio (4He) e una piccola quantità di litio (7Li), derivato dal decadimento del berillio (7Be).

La nucleosintesi primordiale rappresenta il più antico evento nella storia dell’Universo per cui è possibile confrontare la predizione teorica con i dati sperimentali. Si pensava che l’abbondanza di litio osservata nelle stelle più vecchie di Popolazione II (tipiche degli ammassi globulari o del bulge galattico), nate poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, dovesse riflettere la relativa abbondanza primordiale, mentre la quantità misurata e del tutto simile a quella presente in stelle più recenti, inferiore di un fattore tre rispetto a quanto atteso dai modelli. Tale anomalia è nota come “problema cosmologico del litio“.

Si pensa che tale discrepanza sia da attribuire a un qualche processo di parziale distruzione del berillio primordiale. Il litio è inoltre un elemento fragile che tende a essere distrutto dal calore all’interno delle stelle, quindi la sua relativa abbondanza negli oggetti più giovani è anche un criterio per stimarne l’età o per riconoscere oggetti di massa sub stellare.

Per la prima volta, però, il litio è stato rintracciato e misurato dove si pensava di non trovarne, vale a dire nell’atmosfera di una nana bianca, cioè il nucleo caldissimo e inerte di una stella spenta. La scoperta si deve a un gruppo di astronomi della Carolina del Nord a Chapel Hill e potrebbe aiutare a misurare la quantità di litio primordiale, nonché ricostruirne l’evoluzione successiva.

Un gruppo di studiosi ha utilizzato lo spettrografo Goodman del telescopio Southern Astrophysical Research a Cerro Tololo per analizzare la luce emessa da alcune nane bianche. Sappiamo che queste stelle possono avere in orbita i detriti di un loro sistema planetario e infatti lo studio ha rivelato la presenza di corpi ghiacciati o asteroidi intorno a due di esse, con un’età stimata di 9 miliardi di anni, circa doppia di quella del nostro Sole. Grazie alla sensibilità dello spettrografo, è stato possibile misurare la composizione chimica di tali detriti in caduta sulla nana bianca e il loro contenuto di litio e potassio.

“La nostra misurazione del litio da un corpo roccioso in un altro sistema stellare pone le basi per un metodo più affidabile per monitorare la quantità di litio nella nostra Galassia nel tempo”, ha dichiarato J. Christopher Clemens, tra gli autori dello studio e progettista dello spettrografo. “Alla fine, con un numero sufficiente di nane bianche su cui cadono asteroidi, saremo in grado di testare la previsione della quantità di litio formata nel Big Bang”, ha invece detto Ben Kaiser, dottorando presso il College of Arts & Sciences e primo autore dello studio.

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