Uma equipe de astrônomos do Observatório Astronómico Nacional do Japão observou Nova Delphini 2013, que ocorreu em 14 de agosto de 2013. Usando o telescópio de 8,2 metros Subaru alta dispersão Spectrograph (HDS) para observar esse objeto, eles descobriram que a explosão está produzindo uma grande quantidade de lítio (Li). O lítio é um elemento-chave para o estudo da evolução química do universo, porque ele provavelmente foi e é produzido de várias formas: através de nucleossíntese do Big Bang, em colisões entre raios cósmicos energéticos e do meio interestelar, dentro interior das estrelas, e, como resultado de novae e supernovas explosões. Esta nova observação fornece a primeira evidência direta para o fornecimento de Li de objetos estelares ao meio galáctico. A equipe espera aprofundar os entendimentos da evolução química galáctica, uma vez que explosões Nova deve ser importantes fornecedores de Li no universo atual.
O universo consistia principalmente de hidrogênio (H) e hélio (He) imediatamente após o Big Bang, exceto para quantidades muito pequenas de Li. Uma vez que existem outros elementos mais pesados que H e Ele no universo agora, os astrônomos querem entender como os elementos pesados - como o carbono (C), oxigênio (O) e ferro (Fe) (que estão presentes em nossos corpos) - são produzidos. Tais elementos pesados são produzidos principalmente no interior das estrelas ou supernovas. Em seguida, eles são fornecidos para o meio interestelar como materiais de sementes para a próxima geração de estrelas.
Li é o terceiro elemento mais leve seguinte H e He, e é familiar para nós como o material de base para as baterias de iões de lítio usadas em PCs, telefones inteligentes, carros ecológicos, etc. nucleossíntese do Big Bang produziu uma quantidade muito pequena de Li. As colisões entre raios cósmicos galácticos (núcleos atômicos energéticos que viajam com velocidades muito altas) e núcleos atômicos no meio interestelar também são assumidos para produzir Li quebrando núcleos "elementos pesados. Estrelas de pequena massa como o sol, e eventos como explosões de supernovas também são considerados como candidatos de locais de produção Li.Além disso, os cientistas têm vindo a assumir que novae também deve produzir este elemento.
Na imagem acima, uma explosão de nova clássica é pensado para ocorrer na superfície de uma anã branca (centro-direita) com uma estrela companheira próxima (centro-esquerda; a principal seqüência parecida com o Sol ou estrela mais evoluídos). Quando a distância entre duas estrelas está perto o suficiente, o gás externa do companheiro começa a se acumular na superfície da anã branca através de um disco de acreção. A camada mais espessa de gás na anã branca aumenta a sua temperatura e densidade. Em seguida, as reacções nucleares ocorrer com uma maneira diferente daquelas estrelas dentro. No caso do interior das estrelas, a energia produzida pela enorme reacções nucleares do núcleo é equilibrada pela gravidade do gás circundante, e, em seguida, a reacção torna-se estável. No entanto, a reacção nuclear de uma camada fina de gás sobre a superfície de um anão branco tem um resultado diferente. Torna-se uma reação nuclear em fuga, e resulta em uma explosão que sopra afastado a camada de gás.
Porque muitos sítios e de eventos pode produzir Li tal como descrito acima, Li é o melhor indicador para sondar a evolução química completa do universo. Muitos cientistas têm estudado esse elemento através da medição da quantidade de Li encontrado em várias estrelas em nossa galáxia. Isto permitiu estimar a quantidade produzida através de cada processo. Hoje, como resultado dessas abordagens indiretas, estrelas de baixa massa ou explosões Nova são pensados para ser os candidatos mais importantes para a produção de Li na atual época galáxia. No entanto, não houve observações directas dos processos.
Em 14 de agosto, 2013, o conhecido astrônomo amador japonês Koichi Itagaki encontrou uma nova estrela brilhante na constelação de Delphinus (Figura 3). Esta estrela, que foi nomeado Nova Delphini 2013 (= V339 Del), estava em magnitude 6,8 na descoberta e atingiu um pico de 4.3 mag no prazo de dois dias. Foi a primeira a olho nu nova desde 2007, quando V1280 Sco foi encontrado.Cerca de 40 dias depois, em setembro de 2013, uma equipe de astrônomos observaram a nova investigar os materiais expelidos pela explosão. Isto é, quando eles descobriram que a nova produzida uma grande quantidade de Li.
Nova Delphini 2013 é considerado um dos "novae clássica". Estes iluminam quando reações nucleares explosivos ocorrem em materiais acumulados na superfície de uma estrela anã branca em um sistema binário próximo. As reações nucleares são pensados para produzir uma série de elementos diferentes (em comparação com os produzidos nos interiores estelares ou explosões de supernovas). Li é assumido como sendo um elemento tipicamente produzido em tais explosões. Historicamente, ninguém foi capaz de obter uma boa evidência observacional para a sua produção em explosões nova.
Quando o grupo de pesquisa observou Nova Delphini 2013 usando o Telescópio Subaru, eles usaram a alta dispersão Spectrograph discernir os constituintes dos materiais expulsos da explosão nova em quatro épocas (Figura 4).
Linhas de absorção provenientes de diversos elementos tais como H, He, e Fe são identificadas no espectro observado (Nota 4).Entre eles, há conjuntos de linhas de absorção fortes na faixa ultravioleta (UV) (comprimento de onda de 313 nanómetros) ~ do espectro. Comparando estas linhas com outras linhas provenientes H, cálcio (Ca), e outros elementos, verifica-se que eles são provenientes de um isótopo de berílio (Be), 7Be, que é o quarto mais leve elemento no universo.
Em uma nova clássica, os isótopos de He (3He) e abundante 4He transferir do companheiro são fundidos em conjunto para formar radioactivos 7Be num ambiente muito alta temperatura na superfície de um anão branco. Este isótopo radioactivo decai para formar um isótopo de lítio (7Li) dentro de um curto período de tempo (meia-vida de 53,22 dias) (Figura 6). Porque 7Li é muito frágil em um ambiente de alta temperatura, é necessário transportar 7Be a uma região mais fria, a fim de enriquecer Li no meio interestelar.Novae preencher completamente este requisito. Por isso, eles são considerados fortes candidatos como os fornecedores de Li no universo.
Esta descoberta de 7Be dentro de 50 dias após a explosão nova significa que esta explosão é, na verdade, produzir uma grande quantidade de 7Li formado a partir de 7Be. Porque 7Be é encontrado nas bolhas de gás soprado para fora da região central da nova em velocidades elevadas (~ 1000 km / s), 7Li formado a partir deste 7Be não deve ser destruído em um ambiente de alta temperatura. Este 7Li se espalha para o espaço interestelar, e será incluído na próxima geração de estrelas. Verificou-se que a abundância 7Be nas bolhas de gás estimadas a partir das forças de suas linhas de absorção é comparável à de Ca. Esta quantidade de 7Be (= 7Li) deve ser bastante grande, dado que Li é conhecido como um elemento muito raros no universo.
A quantidade de Li aumenta rapidamente na galáxia na época atual, em que as quantidades de elementos pesados têm aumentado.Portanto, há muito tempo se especulou que estrelas de baixa massa com vida útil mais longa deve estar entre os principais fornecedores de Li no universo. Porque explosões Nova ocorrer em sistemas binários evoluíram a partir de tais estrelas de baixa massa (especialmente companheiro 3He-rico, o que é necessário para produzir 7Be), eles são fortes candidatos como Li fornecedores. As observações feitas usando o Subaru HDS fornecem a primeira evidência forte para provar que novae produzem quantidades significativas de Li no universo. Esta descoberta confirma o modelo de evolução química do Big Bang até o presente universo, como previsto por cientistas.
Esta pesquisa foi publicada na revista Nature em 19 de Fevereiro de 2015 intitulado "A produção de lítio explosivos no clássico nova V339 Del (Nova Delphini 2013)".
O Galaxy diário via telescópio Subaru
Crédito da imagem: NAOJ
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