Come mai c’è poco litio-7 nell’Universo?

Circa trent’anni fa, i cosmologi Monique Spite and François Spite dell’Osservatorio di Parigi annunciarono una notizia clamorosa relativa all’apparente mancanza di litio-7 nelle stelle più vecchie dell’alone galattico, un risultato che portò al problema di chiedersi come mai fosse presente una percentuale così bassa rispetto a quanto previsto dal modello cosmologico standard o del Big Bang. Da allora, è stato notato che l’elemento litio-7 si ‘rifiuta’, per così dire, di far parte del quadro descrittivo che ci descrive l’evoluzione dell’Universo: in altre parole, non ce ne abbastanza. Oggi, le cose sembrano ancora peggiorate dato che i ricercatori Fabio Iocco e Miguel Pato dell’Università di Stoccolma e dell’Università della Tecnologia a Monaco hanno pubblicato uno studio in cui viene descritto il processo di produzione del litio-7 ad opera dei buchi neri.

L’attuale modello cosmologico standard descrive l’evoluzione dell’Universo a partire da circa 14 miliardi di anni fa quando emersero lo spazio, la materia e l’energia in seguito ad una grande esplosione iniziale, il Big Bang. Durante quei momenti iniziali si formarono gli elementi che sono presenti oggi con una percentuale consistente con quella descritta dal modello. Tuttavia, il litio-7 fa eccezione e, per qualche motivo ancora sconosciuto, esso risulta presente con una percentuale pari a un terzo di quella che dovrebbe essere. Ma il fatto sorprendente deriva da uno studio recente ad opera dei ricercatori Iocco e Pato che suggerisce una percentuale ancora maggiore e che potrebbe essere addirittura doppia di quella prevista dal modello cosmologico. I due ricercatori, mentre studiavano l’emissione nella banda dei raggi-X associata ai sistemi stellari binari, in cui una delle due componenti è un buco nero, hanno identificato la distribuzione toroidale di materia che circonda la stella. Dopo una serie di calcoli relativi alla velocità con cui essa si muove attorno alla stella, i due ricercatori hanno ricavato per la materia un valore della temperatura dell’ordine di 100 miliardi di gradi Kelvin. In queste condizioni, i nuclei di elio possono produrre in seguito alle collisioni l’elemento litio-7 e ciò implica che deve essere presente con una quantità maggiore rispetto a quanto ipotizzato in precedenza. Inoltre, nel loro articolo, Iocco e Pato affermano che se questo processo di collisione dei nuclei di elio determina anche la produzione di elio-7 con almeno una quantità dell’ordine dell’1%, allora la sua percentuale totale dovrebbe eguagliare quella prevista dal modello cosmologico standard.

ArXiv: Lithium Synthesis in Microquasar Accretion

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