Afslører hemmeligheden bag lithiumrige stjerner ved at overvåge deres hjerteslag

Lithium er et gammelt grundstof, der er næsten lige så gammelt som universet selv. Selvom en af ​​byggestenene i vores nuværende univers, lithiums tilstedeværelse i mange himmellegemer er ofte i konflikt med forudsigelser fra klassiske teorier.

Lithium-rige stjerner, som kun tegner sig for 1 % af det samlede antal af de lavmasseudviklede stjerner, er et eksempel på en sådan konflikt. De bevarer op til tusindvis af gange mere lithium end normale stjerner, og astronomer undrer sig over, hvad disse lithiumrige stjerner egentlig er, og hvorfor de eksisterer.

En nylig undersøgelse fra et internationalt hold ledet af prof. Zhao Gang, Prof. SHI Jianrong, og Dr. Yan Hongliang fra National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) giver ny indsigt til lithiumrige stjerner. Undersøgelsen blev offentliggjort i Natur astronomi den 5. okt.

Ved at overvåge deres 'hjerteslag, De fandt ud af, at de fleste lithiumrige stjerner er de såkaldte 'røde klumper' snarere end de 'røde kæmper' som tidligere antaget.

"De 'røde klumper' og 'røde kæmper' er navne for forskellige stadier af de senile stjerner, " sagde prof. Zhao, den medkorresponderende forfatter til dette papir, "Selvom de ligner hinanden på H-R diagrammet, et værktøj til at kortlægge en stjernes evolutionære fase i løbet af dens levetid."

"Forestil dig, at du ser på to gråhårede ældre, " tilføjede han. "Det er meget svært at sige, hvem der er ældre bare ud fra deres udseende."

Traditionelt, den konvektive bevægelse i de røde kæmper blev anset for at være et gunstigt miljø for at skabe lithium i stjerner. Det forklarer til dels, hvorfor de fleste af lithiumrige stjerner blev anset for at være røde kæmper i begyndelsen.

"Nøgleproblemet er, at vi ikke helt vidste, hvad de lithiumrige stjerner i virkeligheden er, men nu gør vi det " sagde Dr. Yan, hovedforfatteren af ​​denne undersøgelse.

Game changer her er kombinationen af ​​spektroskopi og asteroseismologi, en teknik, der måler træk ved en stjernes oscillation ved at overvåge deres lysvariationer fra en rumsatellit, Kepler, drevet af NASA. "Vi overvåger hjerteslag, tage kardiogrammet for stjerner, " sagde Dr. Yan. "Selvom de røde kæmper og røde klumper er ens i udseende, de har forskellige hjerter, slå således forskelligt."

De fleste lithiumrige stjerner i denne undersøgelse blev fundet af Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST), et særligt quasi-meridian-reflekterende Schmidt-teleskop med aktiv optikteknik, beliggende i Xinglong station, Kina. Nogle af disse stjerner blev også observeret af andre teleskoper verden over ved hjælp af en anden opløsning - såsom Subaru-teleskopet, der drives af Japan - for at bekræfte, at oplysningerne fra LAMOST-data er korrekte. "Spektraet kan fortælle os stjernernes fysiske parametre, og hvor meget lithium der opbevares i deres atmosfærer, " sagde prof. Zhao. "Så spektre er lige så vigtige som stjernernes 'hjerteslag' i vores undersøgelse."

Forskningen viser, at over 80 % af lithiumrige stjerner er røde klumper. Også vigtigt, det afslører mange nye signaturer for lithiumrige stjerner, når deres 'hjerteslag' hjælper med at klassificere individuelle stjerner i røde klumper eller røde kæmper. "Alle disse signaturer er svære at forklare med de nuværende scenarier, " sagde Prof. Shi, den anden medkorresponderende forfatter til papiret. "Der er stadig nogle ukendte processer, der kan påvirke overfladens kemiske sammensætning betydeligt i stjerneudviklingen med lav masse, men dette er en spændende mulighed for os astronomer til at finde ud af, hvordan lithium skabes i stjerner."