Zor bir bilmece hafif metal: nereden uzayda çok lityum?

Günümüzde lityum her yerde var. Daha 19. yüzyıl ortalarında bu yumuşak, gümüş-beyaz metal bir ilaçtır. Doktorlar tedavi ile psikiyatrik bozukluklar gibi маний. Bugün bile bu metal olarak kullanılan ilaçlar bipolar bozukluk. Ama birçok kişi için li de ile özdeşleşmiştir pil ve pil. Bu önemli bir madde, bu sayede çalışan telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve diğer taşınabilir cihazlar. Gelişimi ile hibrid ve elektrikli otomobil pazarı, bu metal sadece büyüyor; 2025 yılında üç katına çıkacak miktarlar, inanıyorum Goldman Sachs.

Büyük bir kısmı küresel hisse senetleri lityum Güney Amerika'da ve çoğunlukla tortu altında kuru göller dağlık Andes. Ama li var burada daha çok uzun süre, herhangi bir dağ ya da hatta dünyanın kendisi. Ayrıca, li biridir, kaynak, birincil öğeleri ile birlikte hidrojen ve helyum — ortaya çıkan Büyük Patlama 13,8 milyar yıl önce.

Bir Hikaye lityum uzun ve sırrına kefen. Bir süre sonra Büyük bir Patlama, büyük bir bölümü eğitimli lityum kayıp. Ayrıca, ne zaman, astronomlar bakmak modern bir Evreni, buldukları bir ek li: yaklaşık dört kat daha fazla oldu ortaya Büyük bir Patlama.

Bir on yıl Daha fazla bilim adamları, anlamaya çalıştılar, nereden çıktı bu ekstra lityum. Ve en son keşifler için arama gizemli kozmik fabrikalar üreten lityum sonunda başarısız.

uzayda daha fazla lityum, daha oluşturuldu sürecinde Büyük Patlama

Oksijen, soluduğumuz ve demir kan — çoğu maddelerin vücudunda dövme nükleer топках yıldız. Dediğim gibi astronom Carl Sagan, «biz yapılan yıldız malzeme».

Tüm öğeleri daha ağır — bir tür titanyum, sık sık kullanılır bisiklet — gerektirir bir şey daha kötü. Bunların çoğu nakaratlar nükleer reaksiyonlar sırasında patlayıcı ölümü büyük bir yıldız. Bazı metaller, altın gibi, belki de doğmuş şiddetli çatışmalarda nötron yıldız, сверхплотных çekirdeği, ölü yıldız.

Ama en temel öğeleri yapılmış ve ilk üç dakika sonra Büyük bir Patlama. Erken Evrenin sıcak çorba plazma, ve en az soğumasını bekleyin ve uzantıları o коагулировала esas olarak atomlar hidrojen ve helyum, iki basit ve en sık kullanılan öğeleri, çekirdek oluşur bir ve iki proton sırasıyla.

Büyük bir Patlama üretti izleri ağır bir versiyonu hidrojen — döteryum çekirdeği olan taşır ekstra bir nötron yerine tek bir proton ve daha hafif bir sürümünü helyum çekirdeği olan bir nötron, iki değil. Büyük bir Patlama geride küçük miktarlarda lityum pil.

Hepsi bu. Üç dakika sonra Evren çok sıcak için oluşmuş diğer öğeler.

Olsa da, bu oldu 13,8 milyar yıl önce, bilim adamları mükemmel temsil ve anlamak, nükleer reaksiyonlar, üretilen bu ilk öğeler. Uydular bir tür WMAP ve Planck icra hassas ölçümler Evrenin çok erken ve etkin bir bilim adamı tam olarak ne kadar hesaplamak gerekiyordu üretilen her öğenin ve izotop.

Bazı metaller böylece doğmuş sürecinde çatışmalar nötron yıldızlarının

Ama ne zaman bilim adamları karşılaştırmak hesaplamalar ile ne izliyor, herkes aynıdır. «Döteryum iyi. Helyum da,» diyor Brian Fields, astrofizikçi, Illinois Üniversitesi, ABD. «Sadece lityum rahatsız edici».

Rahatsız edici çok. Lityum üç kat daha fazla olmalıdır, ve bu sapma denilen bir meydan okuma «birincil lityum». İlk eksik lityum космологи fark etmiş 20 yıl önce ve o zamandan beri çalışıyoruz almak için uygun bir açıklama.

Belki de, varsayalım bilim adamları, bazı bilinmeyen işlemler içinde bir yıldız, yitip antik li. Ya da bir açıklama içerebilir tamamen yeni bir fizik. Örneğin, etkileşim ile karanlık madde, bilinmeyen bir madde, hangi oluşur çeyrek uzayın bir şekilde silip olabilir lityum erken Evrende.

Olsa da, erken yaşlarda görünüyor, lityum yoksun, modern bir alanda bile çok fazla. Gökbilimciler, nispeten bol miktarda lityum yüzey üzerinde genç yıldız, oluşmuştur, son zamanlarda da метеорах Güneş sisteminde. Orada yaklaşık dört kat daha fazla lityum, daha üretildi sonuç olarak, Büyük Patlama — galaksinin onun насобиралось ... 150 güneş kütlesi.

Bir şey Olmalı, ne yaptı bu aşırı lityum olmuş onun uzayda nerede o yavaş yavaş oldu dahil зарождающуюся Güneş sistemi ve milyarlarca yıl sonra cep telefonunuzun pil. Tek soru ne?

Karanlık madde kalır gizemli

Bir seçenek — kozmik ışınlar: yüksek enerjili parçacıklar, çoğunlukla proton, nüfuz alanı. Bu süreç içinde kozmik ışınlar ile karşı karşıya dolaşıp atomları, örneğin, bir oksijen. Bu çarpışma yok oksijen atomu parçalara dönüştürerek akış küçük öğeleri dahil olmak üzere, ve li.

Olsa da, bu süreç, büyük olasılıkla oluşur galaksinin dediği gibi, Fields, hesaplamalar gösteriyor ki, bu çarpışma açıklayabilir fazla 20% izlenen lityum. Başka bir %20 ile ilişkilendirmek Büyük bir Patlama. 60% kalır bir açıklama olmadan.

Bir Kısmı bu 60% gelebilir bellitipi yıldız olarak adlandırılan asimptotik dalı devleri (AĞUSTOS). Bu yıldız ile küçük ve orta ağırlığı — en fazla 10 güneş — zaten hemen hemen отжили. Nükleer reaksiyonlar, bunların içinde bir yıldız üretmek li, daha sonra çıkabilir yüzey. Belli değil ne kadar lityum atılır ve yayılır galaksi.

Bir başka yıldız patlamaları olarak adlandırılan yeni. Aksine, süpernova, onları daha büyük ve güçlü benzetmeler, yeni değildir, doğrudan bir sonucu ölümlerin yıldız. Bu daha ılımlı patlamalar meydana yüzeyinde beyaz cüce, küçük bir ceset yıldız tipine Güneş.

İki yoğun beyaz cüce

Eğer beyaz cüce, döner yörüngede başka bir yıldız, yerçekimi beyaz cüce alabilir, hidrojen ve diğer malzemeler ortağı. Katmanlar malzeme yüzeyinde biriken bir beyaz cüce. Bu artışa yol açtığı sıcaklık ve basınç, sonunda neden bir füzyon — nükleer reaksiyon üretmek li.

Nükleer füzyon daha sıcaklığını yükseltir, neden daha fazla sayıda termonükleer reaksiyonlar. Çok yakında katmanlar malzeme patlayabilir, Yeryüzünde gördüğünüz gibi, parlak yıldız: сверхновую.

Patlama sonucu malzeme dahil olmak üzere — ve lityum atılır uzaya, orta rüzgar rüzgar birkaç bin kilometre / saniye. Bu nedenle yeni, daha iyi yayılır malzeme, bir yıldız daha AĞUSTOS diyor Luke Иццо, astronom Enstitüsü, astrofizik, Endülüs, İspanya.

Uzun yıllar boyunca astronomlar denedim belirlemek için bu üç süreçlerin kozmik ışınlar, yıldız AĞUSTOS ya da yeni yıldızlar üretmek olabilir büyük bir kısmı lityum. «Biz biliyoruz ki tüm bu işlemler kesinlikle üretmek li,» dedi Fields. «Soru üretmek olup, ona eşit ya da hakim mi? Anlaşmazlık bu konuda yapılıyor zaten çok uzun bir süre».

Konuşan yeni, ilk kez bilim adamları düşünmüşler ve onlar hakkında nasıl mümkün fabrikalarda lityum yaklaşık 40 yıl önce. Bu 1990'ların ortalarında yapılmıştır, hassas hesaplamalar, destek olan bu hipotez, ama yine de o kalır, tamamen teorik değil, sorun, gözlemler. Yıllar kimse görmek, üretimi, lityum kullanılarak yeni bir yıldız. Ama erken 2015 yılında bu değişti.

Silahlı yeni gelişmiş araçlar ve teknikler, iki grup gökbilimciler, Japonya ve Avrupa'da son olarak, bulundu, li yeni. Bu keşif sadece doğruladı, yeni gerçekten üreten, lityum, ama ne çok hızlı, belki yeterince açıklamak için onların yardımı ile, büyük bir kısmı galaktik lityum pil.

«Sonuçlar, ben onları gördüm, kesinlikle çok şaşırtıcı» diyor Sumner Старфилд, astrofizikçi Arizona devlet Üniversitesi, biri ilk, biri çalışmaya başladı üretim potansiyeli lityum yeni bir 1970'lerin sonlarında.

Ve işte 2015 yılında bir grup önderliğinde Akito Тадзицу Ulusal astronomik gözlemevi Japonya buldu berilyum yeni yıldızı. Oldu işaretidir, yeni ürettikleri lityum, çünkü berilyum kırılır bu li.

Bir kaç ay Иццо ve ekibi bir çalışma yayınladı, hangi doğrudan algıladı li başka bir yeni. Erken 2016 grup Тадзицу açtı berilyum henüz bir iki yıldız (biri çağrıldı V5668). Aynı yıl Иццо ile birlikte, bilim adamları gözetiminde Paolo Моларо Astronomik gözlemevi, Trieste, İtalya doğruladı algılama berilyum V5668.

Bu, toplam dört yeni yıldız işaretleri ile üretim lityum biri doğrulandı iki bağımsız takım. «Uzmanlar spektroskopisi de benzer sonuçlar var» diyor Jordi José, astrofizikçi Teknik üniversitesi, Katalonya, İspanya. «Zaten bir şey hakkında evet»diyor.

«Onları yakalamak başardı, yeni bir çalışma sürecinde hemen sonra patlama yaptılar ölçmek için malzeme oldu извергнут doğrudan,» dedi Fields. «Ton lityum».

Aslında, diyor Иццо, yeni bir yıldız, o izledi, ekibi, üreten pek çok lityum, iki benzer yeni yılda oluşturabilir, tüm gözlenen galaksinin li. Bu ön değerlendirme, ve astronomlar incelemek gerekir diğer yeni yıldızlar için açıklamak ve teyit ölçüm.

Ancak, herhangi bir veri yararına olacak. «Kullanarak, bu ölçüm başlıyoruz araştırmak gerçeği» dedi Fields. Bilim adamları gibi Старфилда ve Jose teorisyenleri, onlarca yıldır hasret veri olmadan, şimdi tekrar planlama hesaplamalar ve model ve karşılaştırmak onları ile yeni gözlemler. «Şimdi oyun başladı,» diyor Jose.

Daha sonra, bilimadamları, onaylamak, geçerli çalışma modeli, yeni ve tam olarak ne kadar belirlemek lityum onlar kusmak. Göre, önceki modeller gibi bilim adamları, Jose hesaplanan yeni kapsayabilir yarım lityum, üretilen Büyük bir Patlama. Ancak yeni gözlemler, diyor, yeni üretebilir %80 ikincil lityum pil.

Açık Olmak gerekirse, bu iş çözmek değil sorunu birincil lityum — bilmece, neden, erken Evrenin çok az bu metal. Ama yeni keşifler geliyor.

«Çünkü biz şimdi daha iyi anlıyoruz ikincil üretim süreçleri lityum — canlı ve ölü yıldızlar onun yakınlığı bu yardımcı olur bize bir hikaye çözülmeye lityum bizim galaksimizde ne kadar oluştu ve hangi noktada resme çelik eklenecek yeni kaynaklar lityum» dedi Fields.

Bilim adamları umut ortaya çıkarmak için tam bir tarih bu mütevazı metal olmadanolan değil bizim teknoloji. Sadece düşün: ne uzun bir yol, birlikte, hidrojen ve oksijen ile, geçti bu zr ve böyle önemli bizim için bir maden.