Une équipe de chercheurs, dirigé par l'astrophysicien Sumner Starrfield de l'Arizona State University, a combiné la théorie avec des observations et des études de laboratoire et a déterminé qu'une classe d'explosions stellaires, appelées novae classiques, sont responsables de la majeure partie du lithium dans notre galaxie et notre système solaire.

Les résultats de leur étude ont été récemment publiés dans le Journal d'astrophysique de la Société américaine d'astronomie.

"Compte tenu de l'importance du lithium dans les usages courants comme le verre et la céramique résistants à la chaleur, batteries au lithium et batteries lithium-ion, et les produits chimiques modifiant l'humeur; c'est bien de savoir d'où vient cet élément, " dit Starrfield, qui est professeur régent à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU et membre de l'American Astronomical Society. "Et il est important d'améliorer notre compréhension des sources des éléments à partir desquels notre corps et le système solaire sont constitués."

L'équipe a ensuite déterminé qu'une fraction de ces novas classiques évoluerait jusqu'à ce qu'elles explosent en supernovae de type Ia. Ces étoiles qui explosent deviennent plus brillantes qu'une galaxie et peuvent être découvertes à de très grandes distances dans l'univers.

En tant que tel, ils sont utilisés pour étudier l'évolution de l'univers et étaient les supernovae utilisées au milieu des années 1990 pour découvrir l'énergie noire, ce qui provoque l'accélération de l'expansion de l'univers. Ils produisent également une grande partie du fer de la galaxie et du système solaire, un constituant important de nos globules rouges, qui transportent l'oxygène dans tout le corps.

novae classique

La formation de l'univers, communément appelé le « Big Bang, " formé principalement les éléments hydrogène, hélium et un peu de lithium. Tous les autres éléments chimiques, dont la majorité du lithium, se forment en étoiles.

Les novae classiques sont une classe d'étoiles composée d'une naine blanche (un vestige stellaire ayant la masse du soleil mais la taille de la Terre) et une étoile plus grande en orbite rapprochée autour de la naine blanche.

Le gaz tombe de la plus grande étoile sur la naine blanche, et quand assez de gaz s'est accumulé sur la naine blanche, une explosion, ou nova, se produit. Il y a environ 50 explosions par an dans notre galaxie et les plus brillantes du ciel nocturne sont observées par les astronomes du monde entier.

Simulation, observations et météorites

Plusieurs méthodes ont été utilisées par les auteurs dans cette étude pour déterminer la quantité de lithium produite dans une explosion de nova. Ils ont combiné des prédictions informatiques sur la façon dont le lithium est créé par l'explosion, comment le gaz est éjecté et quelle doit être sa composition chimique totale, ainsi que des observations au télescope du gaz éjecté, pour mesurer réellement la composition.

Starrfield a utilisé ses codes informatiques pour simuler les explosions et a travaillé avec le co-auteur et American Astronomical Fellow Charles E. Woodward de l'Université du Minnesota et co-auteur Mark Wagner du Large Binocular Telescope Observatory à Tucson et Ohio State pour obtenir des données sur nova explosions à l'aide de télescopes au sol, télescopes en orbite et l'observatoire Boeing 747 de la NASA appelé SOFIA.

Les co-auteurs et astrophysiciens nucléaires Christian Iliadis de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et W. Raphael Hix du Oak Ridge National Laboratory et de l'Université du Tennessee, Knoxville a fourni un aperçu des réactions nucléaires au sein des étoiles qui étaient essentielles pour résoudre les équations différentielles nécessaires à cette étude.

"Notre capacité à modéliser où les étoiles obtiennent leur énergie dépend de la compréhension de la fusion nucléaire où les noyaux légers sont fusionnés avec des noyaux plus lourds et libèrent de l'énergie, " Starrfield a déclaré. "Nous avions besoin de savoir dans quelles conditions stellaires nous pouvons nous attendre à ce que les noyaux interagissent et quels sont les produits de leur interaction."

Le co-auteur et cosmochimiste isotopique Maitrayee Bose de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU analyse des météorites et des particules de poussière interplanétaires qui contiennent de minuscules roches qui se sont formées dans différents types d'étoiles.

"Nos études antérieures ont indiqué qu'une petite fraction de la poussière d'étoiles dans les météorites s'est formée en novae, " Bose a déclaré. " Ainsi, l'apport précieux de ce travail était que les explosions de nova ont contribué au nuage moléculaire qui a formé notre système solaire. inchangés depuis leur formation.

"Il s'agit d'une recherche en cours à la fois en théorie et en observations, " a déclaré Starrfield. " Pendant que nous continuons à travailler sur des théories, nous attendons avec impatience le moment où nous pourrons utiliser le télescope spatial James Webb de la NASA et le télescope romain Nancy Grace pour observer les novae et en savoir plus sur les origines de notre univers. »