ТАСС, 6 июля. Астрономы обнаружили, что небольшие звезды размером с Солнце на последних стадиях своего существования не уничтожают литий, а наоборот – производят большое количество этого металла. Это открытие поможет решить так называемую "литиевую проблему" космологии, пишут исследователи в научном журнале Nature Astronomy.
"Мы обнаружили, что все небольшие звезды, которые на последних стадиях своей жизни превратились в красных гигантов, были необычно богаты литием. Это противоречит предсказаниям теорий, которые описывают работу недр таких светил, а также говорит о том, что мы упускаем из виду какой-то физический процесс, из-за которого этот металл появляется в ядрах звезд", – пишут ученые.
После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента – водород, гелий и очень небольшое количество лития. Только через 300 млн лет, когда возникли первые звезды, благодаря термоядерным реакциям в их недрах стали появляться более тяжелые элементы.
Ученые пока не могут сказать, как протекал этот процесс. С одной стороны, они считают, что во Вселенной может содержаться гораздо больше тяжелых элементов, чем на то указывают теории, которые объясняют их формирование за счет взрывов сверхновых. Поэтому астрофизики предполагают, что в их появлении замешаны и другие процессы, такие как столкновения нейтронных звезд.
С другой стороны, с литием наблюдается обратная ситуация. В обозримой Вселенной его примерно в три раза меньше, чем предсказывает космологические теории. Из-за этого ученые уже много десятилетий спорят о том, почему это так и где кроется ошибка, из-за которой появлось ошибочное предсказание.
Космические фабрики лития
Астрономы под руководством профессора Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук Чжао Гана нашли возможное объяснение этой проблеме. Они выяснили, что общепринятое представление о том, что похожие по размерам на Солнце небольшие звезды не производят литий, а наоборот, уничтожают его, ошибочно.
В ходе своего нового исследования Чжао и его коллеги измерили концентрацию лития в веществе примерно 225 тысяч небольших звезд. Для этого они воспользовались данными наземных телескопов, которые участвовали в работе космического проекта GALAH, а также орбитальной обсерватории Gaia.
Астрономов интересовали пожилые светила небольших размеров из так называемого "красного пятна". Так ученые называют особую категорию звезд, которые вступили в одну из последних стадий своего существования. На этой стадии в их ядрах начинают доминировать реакции с участием гелия, а не водорода. В результате они превращаются в красных гигантов и резко увеличиваются в размерах.
Во многих подобных звездах, как отмечают Чжао и его коллеги, содержится необычно много лития. Поэтому ученые проверили, насколько это характерно для всех звезд этого класса, существующих внутри Млечного Пути. В общей сложности астрономы нашли около девяти тысяч подобных звезд, которые уже вошли в стадию "красного пятна" или же готовятся к этому.
Сравнив их друг с другом, астрономы проследили за тем, как менялась концентрация лития в них. Оказалось, что по мере перехода на реакции с участием гелия доля лития в недрах всех таких звезд не падала, а очень быстро повышалась. В среднем к тому времени, когда они достигали этой фазы существования, концентрация лития в материи этих звезд увеличивалась примерно в 40 раз.
Почему это так происходит и как именно литий возникает в недрах подобных престарелых светил, астрономы пока не знают. Но они предполагают, что этот процесс связан с изменениями, которые происходят в недрах звезд перед тем или сразу после того, как в их недрах начинает гореть гелий. Изучение этого процесса, как надеются ученые, поможет понять, где кроется ошибка и в космологических, и в астрофизических теориях.
