El litio perdido, destruido por estrellas antiguas
15/9/2015 de Royal Astronomical Society / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Ilustración de artista que muestra una protoestrella (una estrella de la pre-secuencia principal) rodeada por un disco de gas y polvo. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss.
El litio, el metal más ligero, empleado en baterías y drogas para estabilizar el ánimo, es más raro de lo que debería. Los modelos del periodo tras el Big Bang explican cómo él, el hidrógeno y el helio fueron sintetizados en reacciones nucleares, antes de que el universo se enfriase lo suficiente para que las estrellas y planetas que vemos hoy en día se formaran. Los astrónomos piensan, sin embargo, que en la época primitiva se formó casi tres veces más litio del que hoy existe en las estrellas más viejas de la Galaxia, pero no han encontrado explicación de ello.
Ahora, un grupo de científicos, dirigido por Xiaoting Fu de la International School for Advanced Studies de Trieste (Italia) piensa que tiene la respuesta al llamado «problema del litio»: fue destruido y reacumulado por estas estrellas poco después de que naciesen.
En el pasado, los astrónomos han especulado sobre el responsable del déficit del litio. Las ideas incluían aspectos desconocidos de la física de partículas, de la física nuclear o incluso modelos cosmológicos nuevos. En cambio, el equipo de Fu miró cuánto litio habría cuando se formó un subconjunto particular de las primeras estrellas con vidas largas, sólo unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang. Todavía existen y proporcionan a los astrónomos datos sobre la historia del Universo y de cómo ha cambiado su composición.
Las estrellas con masas entre el 50% y el 85% de la del Sol poseen vidas mucho más largas y se piensa que permanecen estables en la llamada «secuencia principal» entre 15 mil millones y 30 mil millones de años. Son pobres en la mayoría de los ‘metales’, que en astronomía significa todo elemento más pesado que el helio. Los científicos crearon un modelo del modo en que estas estrellas procesan el litio, empezando por la parte inicial de sus vidas, cuando todavía se están contrayendo y calentando bajo la influencia de la gravedad.
El nuevo trabajo indica que, en esta primera fase de sus vidas, en las estrellas de masa baja se produce un exceso de mezcla de material en las diferentes capas de la estrella. En particular, el exceso de mezcla en la base de la capa de convección conduce el litio de la superficie al interior caliente, donde es destruido casi por completo. Pero como todavía están rodeadas por el gas y el polvo residuales del que se formaron, la estrella atrae hacia sí parte de la nube, que aporta de nuevo litio a su superficie. Cuando las observamos ahora, entre 10 mil millones y 12 mil millones de años más tarde, muestran una abundancia constante de litio, que es de un tercio del nivel primordial.
