 |
| De buitenkant van de Zon en van kleine sterren is turbulent, wat men convectie noemt. Figuur: NASA. |
Waterstof en helium zijn de twee lichtste elementen in het heelal. Beide werden ze gevormd tijdens
de Big Bang. Daarnaast werd ook wat lithium gevormd. Dat is een grijs, licht
metaal dat ingenieurs gebruiken in batterijen en artsen in geneesmiddelen tegen
schizofrenie.
We zouden het lithium
dat tijdens de Big Bang werd gevormd moeten terugvinden in zeer oude sterren.
Die zijn wellicht gemaakt uit vrijwel “maagdelijk” gas, dat nog niet was
aangetast door kernreacties in het diepe inwendige van sterren. Wanneer we nu
kijken naar het oppervlak van oude sterren — bijvoorbeeld in bolvormige
sterrenhopen — dan vinden we daar inderdaad lithium. Maar we vinden er maar de
helft tot een derde van wat modellen van de Big Bang voorspellen.
Er moet dus iets
verkeerd zijn, ofwel met de modellen van de Big Bang, ofwel met die zeer oude
sterren. De modellen van de Big Bang zijn waarschijnlijk correct: ze worden
door vele andere waarnemingen bevestigd. Wat kan er dan verkeerd zijn met die
oude sterren?
Lithium is een erg
broos element. Bij een temperatuur van nauwelijks 2,5 miljoen graden ondergaat
het al kernreacties, waarbij het wordt omgezet in beryllium en tenslotte in
helium. Dergelijke temperaturen vinden we ook in het inwendige van kleine, oude
sterren. We moeten er zelfs niet helemaal voor tot het centrum gaan: halverwege
tussen het oppervlak en het centrum is de temperatuur er al hoog genoeg om
lithium te vernietigen.
In het buitenste deel
van kleine oude sterren is materie helemaal turbulent en wordt ze gemengd, een verschijnsel dat men convectie noemt.
Daardoor wordt lithium van het oppervlak naar diep gelegen lagen
getransporteerd, waar de temperatuur hoog genoeg is om het lithium te
vernietigen. Op die manier daalt het gehalte aan lithium aan het oppervlak. Die
kleine oude sterren werden dus geboren met het (hoger-dan-vandaag) gehalte aan
lithium van de Big Bang. Door de turbulentie en de kernreacties in het
inwendige daalde het gehalte aan lithium gedurende het leven van de ster
geleidelijk tot de helft en dat is wat we vandaag waarnemen.
Er is maar één
probleem: theoretische modellen van dergelijke kleine oude sterren voorspellen
dat de turbulentie niet diep genoeg in de ster reikt, en dus niet tot een
voldoende hoge temperatuur reikt, om lithium te vernietigen. Wellicht is de
buitenste turbulente zone van kleine sterren toch groter dan we dachten. Hoe
dat komt is vooralsnog niet duidelijk. Sterrenkundigen kunnen dus opnieuw
creatief aan de slag om een mechanisme te bedenken waardoor turbulente zones groter
zouden zijn dan we nu denken. Dat mechanisme moet ook op de Zon toepasbaar
zijn: ook onze Zon heeft immers een “te laag” lithiumgehalte aan haar
buitenkant, en de temperatuur van de turbulente zone in de Zon is ook niet hoog
genoeg om lithium te vernietigen…
Geen opmerkingen:
Een reactie posten