Voor het eerst lithium bij een ontploffende ster waargenomen

Dat heeft de ESO, de European Southern Observatory, vandaag bekendgemaakt. De ESO noemt het een grote stap voorwaarts voor astronomen die proberen te begrijpen waarom verschillende chemische elementen in bepaalde hoeveelheden voorkomen in de sterren van de Melkweg.

Aangenomen wordt dat het lichte element lithium een van de weinige elementen is dat tijdens de Oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, is gevormd. Maar de hoeveelheden lithium die in de ons omringende sterren zijn aangetroffen, hebben astronomen al hoofdpijn bezorgd. Oude sterren bevatten namelijk minder lithium dan verwacht, terwijl sommige jongere sterren tot wel tien keer meer van het element bevatten dan verwacht.

Sinds de jaren zeventig denken astronomen dat veel van het overschot aan lithium in jonge sterren afkomstig kan zijn van nova's - stellaire ontploffingen waarbij materie de ruimte tussen de sterren in wordt geblazen -, waar die materie zich vermengt met het materiaal waaruit nieuwe generaties van sterren ontstaan. Maar ondanks nauwgezet onderzoek van verschillende nova's, kon dit vermoeden tot nu toe niet worden bevestigd.

Een voorstelling van lithium-7, de meest voorkomende isotoop van lithium, met drie protonen (rood) in de kern, en vier neutonen (geel).

Een team onder leiding van Luca Izzo van de Sapienza University in Rome heeft nu de Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri) onderzocht met ESO-telescopen op La Silla en in een sterrenwacht bij Santiago, beide in Chili.

Deze ster, die dicht bij de heldere ster Bèta Centauri aan de zuidelijke hemel staat, ontplofte in december 2013. De nova, die gemakkelijk waarneembaar was met het blote oog, is de helderste tot nu toe van deze eeuw.

De zeer gedetailleerde nieuwe gegevens toonden de duidelijke signatuur van lithium dat met een snelheid van twee miljoen kilometer per uur door de nova werd weggeblazen, zegt de ESO. Het is voor het eerst dat is vastgesteld dat dit element wordt uitgestoten bij een nova-explosie.

De ESO-sterrenwacht in La Silla, aan de grens van de Atacama-woestijn in Chili (foto: ESO).

Mede-auteur van de studie Massimo Della Valle van de INAF-sterrenwacht in Napels: "Het is een heel belangrijke stap voorwaarts. Als we ons de geschiedenis van de chemische evolutie van de Melkweg voorstellen als een grote legpuzzel, dan behoort het lithium van nova's tot de belangrijkste en meest raadselachtige ontbrekende puzzelstukjes. Bovendien kan elk model van de Oerknal in twijfel worden getrokken zolang het lithium-vraagstuk niet is opgelost".

De hoeveelheid lithium die Nova Centauri 2013 heeft uitgestoten lijkt volgens de ESO erg klein (minder dan een miljardste van de massa van de zon), maar omdat er in de geschiedenis van de Melkweg miljarden nova-explosies zijn geweest, is dat voldoende om de waargenomen en onverwacht grote hoeveelheden lithium in ons sterrenstelsel te kunnen verklaren.

Auteurs van de studie Luca Pasquini van de ESO in Duitsland en Massimo Della Valle zoeken al meer dan een kwarteeuw naar aanwijzingen voor lithium in nova's. Voor hen is het de bevredigende afronding van een lange zoektocht, voor de jongere hoofdonderzoeker is er een ander soort voldoening. "Het is zeer opwindend", zei Luca Izzo, "om iets te ontdekken dat al voorspeld was voor ik geboren was, en dat dan voor het eerst geobserveerd werd op mijn verjaardag in 2013."

De studie is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, de ESO heeft er vandaag een persbericht over op haar website.

De Nova Centauri 2013. De heldere ster rechts onderaan is Alpha Centauri, Beta Centauri is de heldere, iets blauwere ster die links en hoger staat. Links van Beta Centauri en ongeveer op dezelfde hoogte is een puntje te zien, Nova Centauri 2013.