NUOVA STIMA DELLA SOGLIA PER LA “LITHIUM DEPLETION”

Enorme deposito di litio su un’antica nana bruna

Su Reid 1B, nana bruna distante circa 17 anni luce da noi, è stata confermata la presenza di una quantità considerevole di litio ancora intatto, elemento raro e prezioso risalente a un’epoca precedente alla formazione del sistema binario a cui Reid 1B appartiene. La scoperta è stata compiuta da un team di ricercatori dell’Istituto di astrofisica delle Canarie e dell’Istituto di astrofisica, ottica ed elettronica del Messico. Tutti i dettagli su Mnras

     25/11/2021
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Il confine tra gli oggetti che distruggono il litio e quelli che lo conservano si trova a 51,5 volte la massa di Giove. La nana bruna Reid 1B è un importante deposito di litio che non verrà mai distrutto. Pianeti come Giove e la Terra sono ancora meno massicci e non distruggono il loro litio. Il Sole ha distrutto tutto il litio presente nel suo nucleo e ne conserva una parte nei suoi strati superiori, che si stanno lentamente mescolando con il suo interno. Crediti: Gabriel Pérez Díaz, Smm (Iac)

C’è qualcosa nel comportamento delle nane brune che ancora non capiamo. Sappiamo che si tratta di oggetti celesti a metà fra i pianeti e le stelle. Rispetto ai primi possiedono una massa più grande, ma non abbastanza per sviluppare la temperatura necessaria per bruciare l’idrogeno innescando le reazioni nucleari che fanno brillare le stelle. Ecco perché le nane brune sono note anche come “stelle mancate”. L’interesse per questi oggetti substellari dà il via a una serie di osservazioni solo a partire dalla metà degli anni Novanta. Proprio negli ultimi vent’anni, seguendo i moti orbitali di sistemi binari formati da nane brune nelle vicinanze del sole e applicando le leggi di Keplero, gli astronomi sono riusciti a misurare le loro masse dinamiche. Tuttavia, il confronto con le masse termonucleari – ricavate dalle osservazioni del litio nelle nane brune sulla base, appunto, di reazioni nucleari – rivela una discrepanza significativa. In alcuni di questi sistemi il componente primario ha una massa sufficiente per bruciare litio, mentre il secondario potrebbe non averla. Ora uno studio condotto da un team di ricercatori dell’ Istituto di astrofisica delle Canarie (Iac) e dell’Inaoe, l’Istituto di astrofisica, ottica ed elettronica messicano, ha mostrato che il litio si conserva fino a una massa dinamica inferiore del 10 per cento rispetto a quella prevista dai modelli teorici più recenti. La nuova soglia stimata per la transizione da nane brune con e senza litio è di 51,48 masse gioviane.

«Da tre decenni seguiamo la traccia del litio nelle nane brune e finalmente siamo riusciti a determinare con precisione il confine di massa tra la sua conservazione e la sua distruzione, e confrontarlo con le ipotesi teoriche», dice Eduardo Lorenzo Martín Guerrero de Escalante dell’Iac, primo autore dell’articolo. «Ci sono miliardi di nane brune nella Via Lattea. Il litio contenuto nelle nane brune è il più grande deposito conosciuto di questo prezioso elemento nel nostro vicinato cosmico».

Utilizzando lo spettrografo Osiris sul Gran Telescopio Canarias – attualmente il più grande telescopio ottico e infrarosso del mondo, presso l’Osservatorio del Roque de los Muchachos, alle Canarie – gli astronomi hanno effettuato osservazioni spettroscopiche ad alta sensibilità, tra febbraio e agosto di quest’anno, di due binarie composte da nane brune. Il “petrolio bianco” – così è talvolta chiamato il litio, per la sua importanza e relativa rarità – è stato rilevato solo in una delle quattro stelle: Reid 1B, la più debole e fredda del gruppo, con 1,1 miliardi di anni d’età e una massa pari a 41 volte quella di Giove. Reid 1B dista 16,9 anni luce dalla Terra, rispetto alla quale possiede una quantità di litio di 13mila volte superiore. A sorprendere gli astronomi è, appunto, che si tratta di un deposito di litio cosmico non distrutto, la cui origine è precedente alla formazione del sistema binario a cui appartiene Reid 1B.

«Sebbene l’origine del litio primordiale risalga a 13,8 miliardi di anni fa, quando fu prodotto insieme all’idrogeno e all’elio nella palla di fuoco del Big Bang, ora nell’universo ce n’è una quantità  ben quattro volte superiore», spiega Carlos del Burgo Díaz, coautore dell’articolo e ricercatore all’Inaoe. «Benché questo elemento possa essere distrutto, viene anche prodotto in eventi esplosivi come nove e supernove, e le nane brune come Reid 1B possono avvolgerlo e proteggerlo come se fosse uno scrigno di tesori nascosti».

Per saperne di più:

Guarda l’animazione sul confronto fra massa dinamiche e termonucleari in sistemi binari di nane brune: