O lítio detectado em uma estrela antiga fornece novas pistas para a nucleossíntese do Big Bang
p Espectro ISIS de J0023 + 0307, e J1029 + 1729, uma das estrelas mais pobres em metais conhecidas e mostradas para comparação. Em vermelho, o melhor ajuste do modelo. Figura retirada de Aguado et al., 2018.
p Pesquisadores do Instituto de Astrofísica de Canarias (Espanha) e da Universidade de Cambridge (Reino Unido) detectaram lítio (Li) na antiga estrela J0023 + 0307, uma estrela anã extremamente pobre em ferro da sequência principal com cerca de 9, 450 anos-luz de distância, no halo galáctico. p O estudo das estrelas mais antigas da Via Láctea nos permite inferir as primeiras propriedades da galáxia, sua composição química, e sua história de montagem. Estrelas pobres em metal são mensageiros inestimáveis que carregam informações de épocas antigas, e são uma chave importante para entender a produção primordial de Li e os processos responsáveis pelo possível "derretimento" do planalto de Li (uma abundância típica de Li de uma estrela anã pobre em metais que está relacionada com a abundância primordial de lítio). Todas as estrelas com baixa metalicidade e baixa abundância de Li, significativamente abaixo de A (Li) ~ 2,2, são considerados provavelmente afetados pela destruição do Li nas estrelas.
p Ressonâncias de reação nuclear novas ou mal medidas podem afetar a produção de Li prevista pela nucleossíntese padrão do Big Bang (SBBN). Os processos de injeção de nêutrons nas temperaturas relevantes do plasma primordial também podem alterar a abundância de Li primordial. Além disso, constantes fundamentais variáveis no tempo podem levar a um valor significativo de Li inferior. As observações de Li em estrelas nas metalidades mais baixas são especialmente importantes para trazer uma visão sobre os processos de depleção potencial de Li em estrelas e, em última análise, para estabelecer se alguma física fora do padrão pode ter desempenhado um papel durante ou após o SBBN.
p Estrelas que se formaram na primeira ou segunda geração são objetos extremamente raros, e apenas alguns são conhecidos. A falta de metais no gás disponível nos mini-halos, onde as primeiras estrelas se formaram, limita o resfriamento radiativo, aumentando a massa de jeans e mudando a função de massa inicial para grandes massas, a ponto de talvez nenhuma estrela de baixa massa se formar na primeira geração. Esta imagem foi desafiada nos últimos anos pela descoberta de estrelas de baixa massa que mostram metalicidade extremamente baixa e baixas abundâncias de carbono e nitrogênio, sugerindo que estrelas de baixa massa podem se formar mesmo com metalidades tão baixas.
p Um ano atrás, astrônomos usando o espectrógrafo ISIS no Telescópio William Herschel (WHT) descobriram a estrela J0023 + 0307, uma das estrelas mais pobres em metais conhecidas, com cerca de um milhão de vezes menos ferro que o sol. J0023 + 0307 também mostra muito pouco carbono, um elemento importante para a formação de estrelas de baixa massa no regime de baixa metalicidade.
p Novos dados obtidos usando UVES, um espectrógrafo de alta resolução no Very Large Telescope (VLT) no Paranal Observatory (Chile), revelou uma abundância de Li com valores consistentes com o platô de Li estendido nessas metalidades baixas. Contudo, a abundância de Li prevista pela teoria SBBN permanece um fator de três a mais do que a do planalto de Li.
p A presença de Li nesta estrela extremamente pobre em ferro tem implicações para a produção de Li no Big Bang, e restringe fortemente qualquer teoria com o objetivo de explicar o problema cosmológico de Li. O fato de nenhuma estrela neste grande regime de baixa metalicidade ter sido detectada mostrando uma abundância de Li entre aquela inferida de SBBN e o platô de Li, torna este limite superior da abundância de Li em baixas metalicidades difíceis de explicar pela destruição nas estrelas, e pode suportar uma produção de Li primordial inferior, impulsionado por processos de nucleossíntese não padronizados.