science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kleine hoeveelheid lithiumproductie in klassieke nova

Figuur 1:Een klassieke nova-explosie vindt plaats in een dicht dubbelstersysteem dat bestaat uit een witte dwerg en een begeleidende ster. Gas van de begeleidende ster hoopt zich op op de witte dwerg, een thermonucleaire wegloper teweegbrengen die nieuw gevormde elementen de ruimte in blaast. Krediet:Kyoto Sangyo University

Een nieuwe studie van lithiumproductie in een klassieke nova vond een productiesnelheid van slechts een paar procent die in andere voorbeelden werd gezien. Dit toont aan dat er een grote diversiteit is binnen klassieke nova's en impliceert dat nova-explosies alleen de hoeveelheid lithium in het huidige universum niet kunnen verklaren. Dit is een belangrijk resultaat voor het begrijpen van zowel het explosiemechanisme van klassieke novae als de algehele chemische evolutie van het universum.

In de moderne wereld, lithium wordt gebruikt in de oplaadbare batterijen die smartphones en andere apparaten van stroom voorzien. Men dacht dat het meeste lithium dat op aarde wordt gevonden, en de rest van het universum, werd oorspronkelijk geproduceerd in klassieke nova-explosies. Waarnemingen van de klassieke nova V339 Del met behulp van de Subaru-telescoop ondersteunden deze theorie, het eerste waarnemingsbewijs dat grote hoeveelheden lithium worden geproduceerd en in de ruimte worden uitgestoten ("Classical Nova-explosies zijn belangrijke lithiumfabrieken in het heelal" op 18 februari, 2015).

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van Akira Arai, een onderzoeker aan het Koyama Astronomical Observatory van de Kyoto Sangyo University, gebruikte het observatieprogramma voor open gebruik van de Subaru Telescope om V5669 Sgr te bestuderen, een klassieke nova die in 2015 in Boogschutter verscheen. Dit was pas de achtste keer dat dit type onderzoek met succes werd uitgevoerd. Vier van die acht, inclusief de eerste, werden uitgevoerd met behulp van de Subaru-telescoop. Deze keer is opmerkelijk omdat de geschatte lithiumproductie slechts een paar procent is van de productie die in de andere wordt gezien. Dit geeft aan dat er een grote diversiteit aan novae is. Het feit dat sommige novae slechts een kleine hoeveelheid lithium produceren, suggereert dat andere objecten, zoals supernova's, kan een belangrijke bijdrage leveren aan de lithiumproductie in het universum.

Een klassieke nova komt voor in een dicht dubbelstersysteem bestaande uit een witte dwerg en een begeleidende ster. Gas van de begeleidende ster hoopt zich op op de witte dwerg, verhoging van de temperatuur en druk op het oppervlak, leidt tot explosieve nucleosynthese. Tijdens de explosie, een onstabiele isotoop van beryllium ( 7 Be) wordt gevormd. Dit beryllium vervalt tot lithium met een halfwaardetijd van 53 dagen.

Ongeveer een maand na de explosie observeerde de onderzoeksgroep de absorptielijnen van dit beryllium in het spectrum van de nova. Deze absorptielijnen bevinden zich in het ultraviolette gebied en worden gemakkelijk beïnvloed door absorptie door de atmosfeer van de aarde, waarnemingen op de grond uiterst moeilijk maken. Daarom, de waarnemingen vereisen een grote telescoop met een spectrometer met een hoge gevoeligheid in het ultraviolette gebied op grote hoogte, waar de lucht ijl is. De Subaru-telescoop is de enige telescoop die lithiumsynthese kan waarnemen in novae vanaf het noordelijk halfrond. Het is te hopen dat de Subaru-telescoop in de voorhoede van dit veld zal blijven en ons zal helpen begrijpen hoe de elementen werden gesynthetiseerd en geëvolueerd om het materiaalrijke universum waarin we leven te creëren. Om het wetenschappelijk rendement te maximaliseren en onderzoekers in staat te stellen hun eigen originele onderzoek naar onderwerpen als deze voort te zetten, de Subaru Telescope biedt een open-use observatieprogramma waar Japanse onderzoekers observatietijd kunnen aanvragen.

Deze resultaten worden gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift op juli 2021 als Arai et al. "Detectie van 7 Wees II in de klassieke Nova V5669 Sgr (Nova Sagittarii 2015 No. 3).