Доля лития во Вселенной оказалось выше ожидаемой, заявляют астрономы

Доля лития во Вселенной оказалась в несколько раз выше, чем на то указывали ранние наблюдения, и в целом соответствует предсказаниям теории формирования элементов во время Большого взрыва, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Считается, что в первые минуты после Большого Взрыва возникли три самых распространенных элемента во Вселенной - водород (75% массы материи), гелий (25%) и литий (менее 1%). В последние годы астрономы пытаются вычислить точную пропорцию этих элементов. Особые проблемы вызывает доля лития - концентрация этого металла в материи самых старых звездах в нашей Галактике в 3-4 раза меньше, чем предсказывает теория Большого Взрыва.

Группа астрофизиков под руководством Кристофера Хоука (Christopher Howk) из университета города Нотр-Дам (США) вычислила долю лития во Вселенной, изучив химический состав облаков газа, лишенных значительных примесей астрономических «металлов» - элементов тяжелее гелия - внутри соседней с нами галактики Малое Магелланово Облако.

Как объясняют ученые, такие газопылевые скопления по своему химическому составу наиболее близки к первичной материи Вселенной и, в отличие от звезд, в них не происходит термоядерных реакций, способных исказить доли относительно редких элементов, таких как литий. С другой стороны, эти объекты крайне сложно изучать - они не излучают свет и их температура слишком низка для инфракрасных телескопов.

Хоук и его коллеги обнаружили одно из таких скоплений газа в окрестностях звезды-голубого гиганта Sk 143 внутри Малого Магелланового облака. Свет звезды «прошивает» газовое облако на пути к Земле и его спектр меняется, включая в себя информацию о химическом составе скопления материи.

Авторы статьи получили спектр Sk 143 при помощи спектрографа UVES, подключенного к телескопу VLT в составе Европейской южной обсерватории в Чили. Астрофизики изучили данные и использовали их для вычисления доли лития в облаке, сравнив степени ионизации различных тяжелых элементов, в том числе кальция, калия и железа.

По их расчетам, облако содержит в себе значительно больше лития, чем показывали предыдущие попытки рассчитать его долю. По их расчетам, на каждый атом лития во Вселенной приходится по два миллиарда атомов водорода. Таким образом, в древних звездах на окраинах нашей Галактики лития примерно в четыре раза меньше, чем в скоплении газа в Малом Магеллановом Облаке.

Как полагают астрофизики, эту аномалию можно объяснить тем, что литий внутри «термоядерных печек» звезд постепенно исчезает в ходе реакций распада и синтеза, превращаясь в другие, более стабильные химические элементы. Тем не менее, суть этого процесса остается малоизученной загадкой. Хоук и его коллеги считают, что результаты их работы помогут понять, как исчезает литий в «престарелых звездах».