Lithium is een oud element dat bijna net zo oud is als het universum zelf. Hoewel een van de bouwstenen van ons huidige universum, aanwezigheid van lithium in veel hemellichamen is vaak in strijd met voorspellingen van klassieke theorieën.

Lithiumrijke sterren, die slechts 1% uitmaken van het totale aantal geëvolueerde sterren met een lage massa, is een voorbeeld van een dergelijk conflict. Ze behouden tot duizenden keren meer lithium dan normale sterren, en astronomen vragen zich af wat deze lithiumrijke sterren werkelijk zijn en waarom ze bestaan.

Een recente studie van een internationaal team onder leiding van Prof. Zhao Gang, Prof. SHI Jianrong, en Dr. Yan Hongliang van de National Astronomical Observatories van de Chinese Academie van Wetenschappen (NAOC) geeft nieuwe inzichten over lithiumrijke sterren. De studie is gepubliceerd in Natuurastronomie op 5 okt.

Door hun 'hartslagen te volgen, ' ontdekten ze dat de meeste lithiumrijke sterren de zogenaamde 'rode klonten' zijn in plaats van de 'rode reuzen' zoals eerder werd gedacht.

"De 'rode klonten' en 'rode reuzen' zijn namen voor verschillende stadia van de seniele sterren, " zei prof. Zhao, de co-corresponderende auteur van dit artikel, "hoewel ze op het HR-diagram op elkaar lijken, een hulpmiddel om het evolutionaire stadium van een ster gedurende zijn leven in kaart te brengen."

"Stel je voor dat je naar twee grijsharige ouderen kijkt, "voegde hij eraan toe. "Het is heel moeilijk om te zeggen wie ouder is, alleen door hun uiterlijk."

traditioneel, de convectieve beweging in de rode reuzen werd beschouwd als een gunstige omgeving voor het maken van lithium in sterren. Dat verklaart gedeeltelijk waarom de meeste lithiumrijke sterren in het begin als rode reuzen werden beschouwd.

"Het belangrijkste probleem is dat we niet precies wisten wat de lithiumrijke sterren werkelijk zijn, maar nu doen we het " zei dr. Yan, de hoofdauteur van deze studie.

De game changer hier is de combinatie van spectroscopie en de asteroseismologie, een techniek die het kenmerk van de oscillatie van een ster meet door hun lichtvariaties van een ruimtesatelliet te volgen, Kepler, gerund door NASA. "We houden de hartslagen in de gaten, het cardiogram voor sterren nemen, " zei Dr. Yan. "Hoewel de rode reuzen en rode bosjes qua uiterlijk hetzelfde zijn, ze hebben verschillende harten, dus afwisselend verslaan."

De meeste lithiumrijke sterren in dit onderzoek zijn gevonden door de Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST), een speciale quasi-meridiaan reflecterende Schmidt-telescoop met actieve opticatechniek, gevestigd in Xinglong-station, China. Sommige van deze sterren werden ook waargenomen door andere telescopen over de hele wereld die een andere resolutie gebruikten - zoals de Subaru-telescoop van Japan - om te bevestigen dat de informatie die is afgeleid van LAMOST-gegevens correct is. "De spectra kunnen ons de fysieke parameters van de sterren vertellen, en hoeveel lithium er in hun atmosfeer wordt bewaard, "Zei Prof. Zhao. "Dus spectra zijn even belangrijk als de 'hartslagen' van sterren in onze studie."

Uit het onderzoek blijkt dat meer dan 80% van de lithiumrijke sterren rode klonten zijn. Ook belangrijk, het onthult veel nieuwe kenmerken voor lithiumrijke sterren wanneer hun 'hartslagen' helpen om individuele sterren te classificeren in rode klonten of rode reuzen. "Al deze handtekeningen zijn moeilijk uit te leggen met de huidige scenario's, " zei prof. Shi, de andere co-corresponderende auteur van het artikel. "Er zijn nog steeds enkele onbekende processen die de chemische samenstelling van het oppervlak in de evolutie van sterren met een lage massa aanzienlijk kunnen beïnvloeden, maar dit is een geweldige kans voor ons astronomen om erachter te komen hoe lithium in sterren wordt gemaakt."