אסטרונומים המשתמשים בטלסקופ הגדול מאוד של ESO חושבים שהם מצאו פיתרון ל"אי-התאמה הקוסמולוגית ". החוקרים גילו כי לכוכבים האלה יש את הכמות הנכונה של ליתיום, הם פשוט מערבבים לכוכבים, ושוקעים מהנוף של הטלסקופים שלנו. מדוע ערבוב זה קורה זו עדיין תעלומה.
על ידי ניתוח של קבוצת כוכבים באשכול כדורי באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד של ESO, ייתכן שהאסטרונומים מצאו את הפיתרון לחידה קוסמולוגית וכוכבית ביקורתית. עד עכשיו שאלה מביכה הייתה מדוע שפע הליתיום המיוצר במפץ הגדול הוא גורם פי 2 עד 3 מהערך שנמדד באטמוספרות של כוכבים ישנים. התשובה, אומרים החוקרים, נעוצה בעובדה ששפע האלמנטים הנמדדים באטמוספירה של כוכב פוחת עם הזמן.
"מגמות כאלה ניבאות על ידי דגמים המתחשבים בהפצת האלמנטים בכוכב", אמר אנדראס קורן, מחבר הראשי של העיתון המדווח על התוצאות בגיליון השבוע של כתב העת Nature [1,2]. "אבל לא היה אישור תצפיתי. כלומר, עד עכשיו. "
ליתיום הוא אחד המעטים מאוד באלמנטים שהופקו במפץ הגדול. ברגע שהאסטרונומים יודעים את כמות החומר הרגיל הקיים ביקום [3], זה די פשוט להפיק כמה ליתיום נוצר ביקום הקדום. ניתן למדוד את הליתיום גם בכוכבים הוותיקים והעניים ממתכת, שנוצרו מחומר הדומה לחומר הקדמוני. אך הערך החזוי מבחינה קוסמולוגית גבוה מכדי להתיישב עם המדידות שנעשו בכוכבים. משהו לא בסדר, אבל מה?
תהליכים מפיצים המשנים את השפע היחסי של אלמנטים בכוכבים ידועים כממלאים תפקיד בכיתות מסוימות של כוכבים. תחת כוח הכובד, יסודות כבדים נוטים לשקוע מהראות לכוכב לאורך מיליארדי שנים.
"השפעות הדיפוזיה צפויות להיות בולטות יותר בכוכבים ישנים ועניים מאוד ממתכת", אמר קורן. "בהתחשב בגילם הגדול יותר, לפיזור יש יותר זמן לייצר השפעות ניכרות מאשר בכוכבים צעירים יותר כמו השמש."
האסטרונומים הקימו אפוא קמפיין תצפיתי לבדיקת תחזיות מודל אלה, ובודקים מגוון כוכבים בשלבים שונים של אבולוציה באשכול הכדורי העוני-מתכתי NGC 6397. אשכולות גלובליות [4] הן מעבדות שימושיות מבחינה זו, כמו כל הכוכבים יש להם גיל זהה והרכב כימי ראשוני. ההשפעות על הדיפוזיה צפויות להשתנות עם השלב האבולוציוני. לכן מגמות שפע אטמוספרי שנמדדו עם שלב אבולוציוני הן חתימה של דיפוזיה.
שמונה-עשרה כוכבים נצפו במשך שעתיים עד 12 שעות באמצעות הספקטרוגרף הרב-אובייקטיבי רב-האובייקטים בטלסקופ הגדול מאוד של ESO. ספקטרוגרף FLAMES מתאים באופן אידיאלי שכן הוא מאפשר לאסטרונומים להשיג ספקטרום של כוכבים רבים בכל פעם. אפילו באשכול גלובלי סמוך כמו NGC 6397, הכוכבים הבלתי מפותחים הם קלושים מאוד ודורשים זמני חשיפה ארוכים למדי.
התצפיות מראות בבירור מגמות שפע שיטתיות לאורך הרצף האבולוציוני של NGC 6397, כפי שניבא על ידי מודלי דיפוזיה עם ערבוב נוסף. לפיכך, השפע שנמדד באטמוספרה של כוכבים ישנים אינו מייצג, בקפדנות, את הגז ממנו נוצרו הכוכבים.
"ברגע שתוקנו את האפקט הזה, שפע הליתיום שנמדד בכוכבים ישנים ולא מפותחים מסכים עם הערך החזוי הקוסמולוגי", אמר קורן. "אי-ההתאמה הקוסמולוגית בדרך כלל מוסרת."
"הכדור נמצא עכשיו במחנה של התיאורטיקנים," הוסיף. "עליהם לזהות את המנגנון הפיזי שמקורו בערבוב הנוסף."
הערות
[1]: "פיתרון כוכבים סביר להבדל הליתיום הקוסמולוגי", מאת A.J. קורן ואח '.
[2]: הצוות מורכב מאנדראס קורן, פול ברקלם, רמו קולט, ניקולאי פיסקונוב ובנט גוסטפסון (אוניברסיטת אופסלה, שבדיה), פרנק גרונדאהל (אוניברסיטת אורהוס, דנמרק), אוליבייה ריצ'רד (אוניברסיטת מונפלייה השנייה, צרפת) ), וליודמילה משונקינה (האקדמיה הרוסית למדע, רוסיה).
[3]: מדידות דיוק גבוהה של תוכן החומר ביקום נעשו בשנים האחרונות על ידי לימוד הרקע המיקרוגל הקוסמי.
[4]: אשכולות גלובליות הן אגרגטים גדולים של כוכבים; מעל 100 ידועים בגלקסיה שלנו, שביל החלב. הגדול ביותר מכיל מיליוני כוכבים. הם כמה מהאובייקטים העתיקים ביותר שנצפו ביקום וכנראה שנוצרו בערך באותו זמן כמו גלקסיית שביל החלב, כמה מאות מיליוני שנים לאחר המפץ הגדול.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
