A többek közt gyógyszerként, akkumulátorok alapanyagaként és az üveggyártásban is használt anyag egy része az ősrobbanásban keletkezett, de van egy másik érdekes forrása is.

Az univerzum keletkezésének pillanatában az azt alkotó anyag kellően forró és sűrű volt ahhoz, hogy benne magfúzió induljon be, így keletkezett a világegyetem héliumának java, és a lítium egy része is. Viszont úgy tűnik, hogy a kezdetekkor létrejött lítiummennyiségnél sokkal több létezik ma az univerzumban, ami azt jelenti, hogy léteznie kell egy másik, folyamatosan termelő forrásnak is.

A csillagászok egy ideje már sejtik, hogy az elem képződése mögött csillagrobbanások állhatnak, mostanáig azonban nem sikerült meggyőzően modellezni, hogy ez pontosan hogyan is történhet. Egy újonnan megjelent tanulmány szerzői viszont végre egy olyan teóriával álltak elő, amely megmagyarázza a lítium megfigyelt mennyiségét. A friss kutatás ráadásul azt sugallja, hogy a folyamat nem egészen úgy zajlott, ahogy korábban gondolták.

Amikor a Naphoz hasonló csillagok életük végére érnek, ledobják külső rétegeiket, magjuk pedig összehúzódik. Az így hátramaradt égitestek az úgynevezett fehér törpék, amelyekben egy Földhöz hasonló méretű gömbben a Nap tömegének 1,4-szerese is összetömörülhet. Egy-egy ilyen égitest anyagának egyetlen köbcentimétere nagyjából egy tonnát nyom.

A fehér törpék gravitációja ennek megfelelően nagyon erős, így ha egy ilyen égitest egy kettős rendszer tagja (ahogy az univerzum csillagainak többsége), képes anyagot elvonni társától. Ha elegendő mennyiségű új matéria halmozódik fel a fehér törpén, ez gravitáció hatására annyira összesűrűsödik, hogy benne beindul a termonukleáris fúzió, ami gigantikus erejű robbanást eredményez. A robbanásban a könnyebb elemek, mint a hidrogén és a hélium is fuzionálhatnak, így többek közt lítium keletkezhet.

Az új tanulmány szerzői ezt a folyamatot modellezték, tekintetbe véve a fehér törpére hulló anyag összetételét, a fehér törpe anyagát, ezek keveredését, és hogy mi történik a termonukleáris robbanásban. Az egyik szimuláció során, amelyben a fehér törpe anyaga jelentősen keveredett a ráhulló anyaggal a fúzió beindulása után is, úgy találták, hogy ilyen esetben a robbanáskor kidobódó anyag berilliumban gazdag lesz. A berillium aztán radioaktív bomláson ment keresztül, és belőle lítium keletkezett, olyan mennyiségben, ami összhangban van a megfigyelési adatokkal. A vizsgálatok alapján galaxisunk anyagának mintegy 10 százaléka keletkezhetett ilyen módon, ami igen tetemes mennyiséget, nagyjából 100 naptömegnyi lítiumot jelent.

Lítiumot a legidősebb ismert meteoritok is tartalmaznak, amelyek a Naprendszer formálódása idején keletkeztek. Az elemek ezekben kimutatott mennyisége alapján úgy tűnik, hogy annak por- és gázfelhőnek a közelében, amelyből a Nap és a bolygók keletkeztek egy vagy több ilyen robbanás (úgynevezett nóva) is történhetett, lítiummal szórva meg a felhőt.

Az új kutatás másik érdekes tanulsága a fehér törpékkel kapcsolatos. A nóvák ismétlődő jelenségek, vagyis a robbanásban az égitest nem semmisül meg, hanem miután elcsitult a kozmikus környék, újra anyagot kezd gyűjteni társától, ami újabb robbanáshoz vezethet. Attól függően, hogy a robbanásokhoz mennyi begyűjtött anyag kell, és ezek során mennyi dobódik ki, a fehér törpe hízhat vagy fogyhat is a folyamat során. Az új modell alapján úgy tűnik, hogy a lítiumtermelő nóvák nyomán az égitest minden alkalommal magára szed némi anyagot. Ez pedig idővel odáig vezet, hogy a tömege kritikusra nő, és az egész égitestben megindul a fúzió, ami gigantikus robbanáshoz vezet.

Ebben pedig már maga az égitest is megsemmisül. Az úgynevezett szupernóvák létrejötte során 10 milliószor több energia szabadul fel, mint egy sima nóva esetén, és a felfénylést az univerzum távoli szegleteiből is látni lehet. Szupernóvák többféle módon is keletkezhetnek (pl. két fehér törpe ütközésekor), és az új tanulmány így ennek egyik módját is részletesen bemutatja.

Forrás: ipon.hu / syfy.com / iopscience.iop.org