Világvégi lítiumgyárak és rocktörténelem

Egy gyors felzárkóztató, csak hogy később minden világos legyen:

A Nova Del 2013 egy nóva a Delfin csillagképben, amit 2013 augusztusában fedezett fel Itagaki Koicsi japán csillagász. A nóva a kataklizmikus váltócsillagok egyik fajtája, de ebbe most tényleg ne menjünk bele mélyebben. A japán csillagász űrspecialista szakember, aki kozmikus történések mögötti összefüggéseket kutat. A spektroszkópia a különféle tartományok tanulmányozásával és értelmezésével foglalkozó tudomány. A lítium a periódusos rendszer egyik eleme.

Most már mindent tudnak, jöjjön a lényeg a csillagaszat.hu-ról:

Beszéljünk a lítiumról. Az anyag kulcsfontosságú az univerzum kémiai fejlődésének tanulmányozásában, mivel valószínűleg több módon is keletkezhetett és keletkezhet:

• közvetlenül az ősrobbanás után lezajlott nukleoszintézis eredményeként;
• a nagy energiájú kozmikus sugárzás által bombázott csillagközi anyagban;
• a csillagok belsejében;
• a nóva- és szupernóva-robbanások során.

A lítiumot sok mindenre lehet használni. Nélkülözhetetlen nyomelem, naponta legalább 1 milligrammra van szükségünk belőle. A Föld bolygón gyártottak belőle szappant, nukleáris fegyvert és mobiltelefon-akkumulátort. A Nirvana is írt egy számot Lithium címmel, de az a Nevermind album egyik kevésbé sikerült száma volt. Az 1994-es In Utero minden szempontból jobban sikerült; hja, annak Steve Albini volt a producere, aki tudta, hogy kell szólnia egy dögös rocklemeznek.

Az már nem a Nirvana volt, akik a lítiumot az intersztelláris térbe juttatták, hanem a csillagok, de ez szerencsés helyzet, mivel a galaktikus kémiai evolúcióval kapcsolatos ismereteinket így japán csillagászok fogják bővíteni, nem rocktörténelemmel foglalkozó újságírók. Ők sose jutnának el addig, hogy az univerzumban a lítium jelenlegi legfontosabb forrásai a nóvarobbanások lehetnek, a japán csillagászok meg igen.

Az intersztelláris tér beszennyezése

Közvetlenül az ősrobbanás után az univerzum hidrogénből (H), héliumból (He) és minimális mennyiségű lítiumból (Li) állt. Mivel a világegyetemben ezen három elemen kívül más kémiai elemek, például szén (C), oxigén (O) vagy vas (Fe) is léteznek, fontos megérteni az atomkeletkezés folyamatát. Az elmélet szerint a könnyebb elemek a csillagok belsejében zajló termonukleáris fúzió termékei, de a nagyobbak a szupernóva-robbanások során fellépő extrém fizikai körülmények hatására jöttek és jönnek létre. A robbanás beszennyezi az intersztelláris teret, így az elemek az újabb csillaggenerációk anyagába is beépülhetnek.

Persze – lehetne közbevetni – kis mennyiségben az ősrobbanás utáni nukleoszintézis is hozott létre lítiumot, de az elméletek szerint a csillagközi anyagban is keletkezik lítium a nehezebb elemek, például a szén és az oxigén atommagjainak ütközésekor. A lítium kialakulhat még a Naphoz hasonló, kis tömegű csillagok belsejében, illetve a nóvarobbanások során.

Mivel tehát a lítium viszonylag sok helyen és módon keletkezhet, a legjobb indikátora az univerzum komplex kémiai fejlődésének. A Tejútrendszer csillagpopulációiban található lítium mennyiségének spektroszkópiai úton történő meghatározásával meg lehet becsülni, hogy a vázolt folyamatok közül melyik mennyi lítiumot termel. Ez alapján ma a kis tömegű csillagok és a nóvarobbanások tűnnek a legfontosabb lítiumforrásoknak, de erre mostanáig nem volt közvetlen bizonyíték.

Csakhogy.

Itagaki észrevette, hogy a Nova Del 2013 a felfedezésekor még csak 6,8 magnitúdós volt, de két nap alatt 4,3 magnitúdóig fényesedett. A 40 nappal későbbi nóvarobbanás által ledobott anyag megfigyelésekor vették észre, hogy eközben rengeteg lítium keletkezett. Korábban még senki nem talált összefüggést a nóvarobbanások és a lítiumkeletkezés között, de ez a különbség a japán csillagászok és a világ népességének fennmaradó része között. (Utóbbiak mentségére szóljon, hogy nekik nincs 8,2 méteres Subaru teleszkópjuk és nagy diszperziós spektrográfjuk (HDS), amivel a nóvarobbanások összetételét vizsgálhatnák.)

A klasszikus nóvák esetében a kísérőről átáramló gázban nagy mennyiségben jelen lévő 3He és 4He izotópok a fehér törpe felszínének nagyon magas hőmérsékletű környezetében radioaktív 7Be izotópokká fuzionálnak, amelyek viszont rövid, mindössze 53,22 napos felezési idővel 7Li izotópokká bomlanak. Mivel a 7Li magas hőmérsékleten nagyon instabil, a 7Be izotópoknak a fehér törpénél sokkal hidegebb környezetbe kell kerülniük, hogy a 7Li izotópok megmaradhassanak az intersztelláris közegben. A berillium lítiumnak megfelelő környezetbe juttatásáról a nóvarobbanás gondoskodik.

Ez alapján gondolják úgy az eredményeiket a Nature-ben publikáló kutatók, hogy ezek a kataklizmák nagyban hozzájárulnak a lítium keletkezéséhez – mi tagadás, ésszerűen hangzik. Akit ez nem győzne meg, nézze meg a képet, amin látható is a 7Be izotópot létrehozó termonukleáris reakció, illetve a 7Li izotópot eredményező radioaktív bomlás a klasszikus nóvarobbanások során ledobott, kifele száguldó gázcsomókban.

Így már egyértelmű a lényeg: a 7Be detektálása a robbanást követő 50 napon belül azt jelenti, hogy a 7Be izotópokból nagy mennyiségű 7Li keletkezik, mivel előbbit a központi régiótól nagy sebességgel (nagyjából 1000 kilométer másodpercenként) távolodó gázcsomókban azonosították, így a lítium már rá nem veszélyes környezetben jön létre belőlük. A 7Li szétspriccel a környező intersztelláris térbe, és beszennyezi a következő csillaggenerációk alapanyagául szolgáló gáz- és porfelhőket.

Az abszorpciós színképvonalak alapján végzett becslések azt jelzik, hogy a gázcsomók 7Be-tartalma összemérhető a kalciuméval. Az ennek megfelelő 7Li-mennyiség nagyobb, mint az elméletek által előrejelzett érték. A Nova Del 2013 a klasszikus nóvák jellegzetességeit mutatta. Ha a többi klasszikus nóva is ilyen mennyiségű lítiumot hozott és hoz létre, akkor valóban a nóvarobbanások lehetnek a legnagyobb lítiumgyárak az univerzumban.

Egyébként szerdán nem emiatt drágult a benzin.