Un team di ricercatori, guidato dall'astrofisico Sumner Starrfield dell'Arizona State University, ha combinato la teoria con osservazioni e studi di laboratorio e ha determinato che una classe di esplosioni stellari, chiamate novae classiche, sono responsabili della maggior parte del litio nella nostra galassia e nel sistema solare.

I risultati del loro studio sono stati recentemente pubblicati nel Giornale Astrofisico della Società Astronomica Americana.

"Data l'importanza del litio per gli usi comuni come il vetro e la ceramica resistenti al calore, batterie al litio e batterie agli ioni di litio, e sostanze chimiche che alterano l'umore; è bello sapere da dove viene questo elemento, " ha detto Starfield, che è un Regents Professor presso la School of Earth and Space Exploration dell'ASU e membro dell'American Astronomical Society. "E migliorare la nostra comprensione delle fonti degli elementi di cui sono fatti i nostri corpi e il sistema solare è importante".

Il team ha continuato a determinare che una frazione di queste nova classiche si evolverà fino a quando non esploderà come supernova di tipo Ia. Queste stelle che esplodono diventano più luminose di una galassia e possono essere scoperte a distanze molto grandi nell'universo.

Come tale, vengono utilizzati per studiare l'evoluzione dell'universo e sono state le supernove utilizzate a metà degli anni '90 per scoprire l'energia oscura, che sta causando l'accelerazione dell'espansione dell'universo. Producono anche gran parte del ferro nella galassia e nel sistema solare, un importante costituente dei nostri globuli rossi, che trasportano ossigeno in tutto il corpo.

Nove classiche

La formazione dell'universo, comunemente indicato come il "Big Bang, " formava principalmente gli elementi idrogeno, elio e un po' di litio. Tutti gli altri elementi chimici, compresa la maggior parte del litio, si formano nelle stelle.

Le novae classiche sono una classe di stelle composta da una nana bianca (un residuo stellare con la massa del sole ma le dimensioni della Terra) e una stella più grande in orbita stretta attorno alla nana bianca.

Il gas cade dalla stella più grande sulla nana bianca, e quando abbastanza gas si è accumulato sulla nana bianca, un'esplosione, o nova, si verifica. Ci sono circa 50 esplosioni all'anno nella nostra galassia e le più luminose nel cielo notturno sono osservate dagli astronomi di tutto il mondo.

Simulazioni, osservazioni e meteoriti

Diversi metodi sono stati utilizzati dagli autori in questo studio per determinare la quantità di litio prodotta in un'esplosione di nova. Hanno combinato le previsioni del computer su come il litio viene creato dall'esplosione, come viene espulso il gas e quale dovrebbe essere la sua composizione chimica totale, insieme alle osservazioni al telescopio del gas espulso, per misurare effettivamente la composizione.

Starrfield ha usato i suoi codici per computer per simulare le esplosioni e ha lavorato con il coautore e American Astronomical Fellow Charles E. Woodward dell'Università del Minnesota e il coautore Mark Wagner del Large Binocular Telescope Observatory a Tucson e nello stato dell'Ohio per ottenere dati su nova esplosioni utilizzando telescopi terrestri, telescopi orbitanti e l'osservatorio della NASA Boeing 747 chiamato SOFIA.

Co-autori e astrofisici nucleari Christian Iliadis dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e W. Raphael Hix dell'Oak Ridge National Laboratory e dell'Università del Tennessee, Knoxville ha fornito informazioni sulle reazioni nucleari all'interno delle stelle che erano essenziali per risolvere le equazioni differenziali necessarie per questo studio.

"La nostra capacità di modellare dove le stelle ottengono la loro energia dipende dalla comprensione della fusione nucleare in cui i nuclei leggeri si fondono con i nuclei più pesanti e rilasciano energia, "Ha detto Starrfield. "Avevamo bisogno di sapere in quali condizioni stellari possiamo aspettarci che i nuclei interagiscano e quali sono i prodotti della loro interazione".

Il co-autore e cosmochimico isotopico Maitrayee Bose della School of Earth and Space Exploration dell'ASU analizza meteoriti e particelle di polvere interplanetaria che contengono minuscole rocce che si sono formate in diversi tipi di stelle.

"I nostri studi passati hanno indicato che una piccola frazione di polvere di stelle nei meteoriti si è formata nelle novae, " Ha detto Bose. "Quindi il prezioso contributo di quel lavoro è stato che le esplosioni di nova hanno contribuito alla nube molecolare che ha formato il nostro sistema solare". invariati da quando si sono formati.

"Questa è una ricerca in corso sia in teoria che in osservazioni, " ha detto Starrfield. "Mentre continuiamo a lavorare su teorie, non vediamo l'ora di poter utilizzare il James Webb Space Telescope della NASA e il Nancy Grace Roman Telescope per osservare le novae e saperne di più sulle origini del nostro universo".