Les astronomes révèlent les secrets des étoiles évoluées de faible masse riches en lithium en surveillant leurs battements cardiaques et en analysant leurs spectres. Crédits :YU Jingchuan, Planétarium de Pékin
Le lithium est un élément ancien qui est presque aussi vieux que l'univers lui-même. Bien que l'un des éléments constitutifs de notre univers actuel, la présence de lithium dans de nombreux corps célestes est souvent en conflit avec les prédictions des théories classiques.
Étoiles riches en lithium, qui ne représentent que 1% du nombre total d'étoiles évoluées de faible masse, est un exemple d'un tel conflit. Elles préservent jusqu'à des milliers de fois plus de lithium que les étoiles normales, et les astronomes se demandent ce que sont vraiment ces étoiles riches en lithium et pourquoi elles existent.
Une étude récente d'une équipe internationale dirigée par le professeur Zhao Gang, Pr SHI Jianrong, et le Dr Yan Hongliang des observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences (NAOC) fournit de nouvelles informations sur les étoiles riches en lithium. L'étude a été publiée dans Astronomie de la nature le 5 octobre.
En surveillant leurs « battements de cœur, ' ils ont découvert que la plupart des étoiles riches en lithium sont des " amas rouges " plutôt que des " géantes rouges " comme on le pensait auparavant.
"Les 'touffes rouges' et 'géantes rouges' sont des noms pour différents stades des étoiles séniles, " a déclaré le professeur Zhao, le co-auteur de cet article, "bien qu'ils se ressemblent sur le diagramme H-R, un outil pour cartographier le stade évolutif d'une étoile au cours de sa durée de vie."
"Imaginez que vous regardiez deux aînés aux cheveux gris, " a-t-il ajouté. " Il est très difficile de dire qui est plus âgé juste par leurs apparences. "
La structure interne des étoiles à touffes rouges est différente de celle des géantes rouges dont l'hydrogène nucléaire brûle autour du noyau central, mais la température et la luminosité des amas d'étoiles ne peuvent être distinguées de celles de certaines géantes rouges. Crédit :Wako Aoki, Observatoire astronomique national du Japon
Traditionnellement, le mouvement convectif dans les géantes rouges était considéré comme un environnement favorable à la création de lithium dans les étoiles. Cela explique en partie pourquoi la plupart des étoiles riches en lithium étaient considérées au tout début comme des géantes rouges.
"Le problème clé est que nous ne savions pas exactement ce que sont vraiment les étoiles riches en lithium, mais maintenant nous le faisons, " a déclaré le Dr Yan, l'auteur principal de cette étude.
Le changeur de jeu ici est la combinaison de la spectroscopie et de l'astérosismologie, une technique qui mesure la caractéristique de l'oscillation d'une étoile en surveillant leurs variations lumineuses à partir d'un satellite spatial, Kepler, géré par la NASA. "Nous surveillons les battements du cœur, prendre le cardiogramme pour les étoiles, " dit le Dr Yan. " Bien que les géantes rouges et les touffes rouges se ressemblent en apparence, ils ont des cœurs différents, ainsi battre diversement.
La plupart des étoiles riches en lithium de cette étude ont été trouvées par le télescope spectroscopique à fibre multi-objets pour la grande zone du ciel (LAMOST), un télescope spécial de Schmidt à réflexion quasi méridienne avec technique d'optique active, situé dans la gare de Xinglong, Chine. Certaines de ces étoiles ont également été observées par d'autres télescopes dans le monde utilisant une résolution différente, comme le télescope Subaru exploité par le Japon, pour confirmer que les informations dérivées des données LAMOST sont correctes. "Les spectres peuvent nous dire les paramètres physiques des étoiles, et combien de lithium sont conservés dans leurs atmosphères, " a déclaré le professeur Zhao. " Les spectres sont donc tout aussi importants que les " battements de cœur " des étoiles dans notre étude. "
La recherche montre que plus de 80% des étoiles riches en lithium sont des amas rouges. Aussi important, il révèle de nombreuses nouvelles signatures pour les étoiles riches en lithium lorsque leurs « battements de cœur » aident à classer les étoiles individuelles en amas rouges ou en géantes rouges. "Toutes ces signatures sont difficiles à expliquer avec les scénarios actuels, " a déclaré le professeur Shi, l'autre co-auteur de l'article. "Il existe encore des processus inconnus qui pourraient affecter de manière significative la composition chimique de la surface dans l'évolution stellaire de faible masse, mais c'est une opportunité passionnante pour nous, astronomes, de découvrir comment le lithium est créé dans les étoiles."
