Le lithium dans la naine la plus déficiente : une énigme
1er mars 2008
Une équipe internationale conduite par Jonay I. González Hernández de l’Observatoire de Paris, a redéterminé l’abondance de lithium dans les deux composantes de la naine la plus pauvre en métaux connue : le résultat est surprenant.
L’abondance de lithium dans les étoiles pauvres en métaux
est-elle "universelle" ? F. et M. Spite (1982) ont trouvé une même abondance de lithium
dans toutes les vieilles étoiles normales déficientes en métaux,
un peu plus chaudes que le Soleil (semblables aux étoiles du coude
des amas globulaires) : l’abondance est indépendante de
la température et de la métallicité. Dans un graphique,
l’abondance du lithium, fonction de la métallicité, dessine un plateau, quelquefois appelé le
plateau des Spite. Ces auteurs proposèrent alors d’identifier l’abondance
de ce plateau à l’abondance de lithium (primordial) produite dans
le big bang, L’abondance du lithium produit par le big bang d’après WMAP Récemment, les mesures du satellite WMAP ont permis de déterminer
les paramètres du modèle de nucléosynthèse du
big bang, et on en déduit l’abondance du lithium ainsi produit :
cette abondance est deux ou trois fois plus forte que la valeur du plateau.
Comment expliquer cette différence ? Plusieurs théories proposent
des destructions uniformes partielles de ce lithium abondant, formant ainsi
un plateau (bas) qui serait conforme aux observations.Extension du plateau jusqu’aux étoiles de métallicités
extrêmement faibles ? Bonifacio et al. (2007, FIRST STARS VII) ont entrepris de vérifier
la validité du plateau pour les naines de métallicité
extrêmement faible : on trouve alors que l’abondance du lithium du
plateau semble plus basse en moyenne, ou plus dispersée (vers le
bas). Cette baisse ou cette dispersion pourrait suggérer une destruction
variable du lithium.
Figure 1 : L’abondance de lithium en fonction de la métallicité
(abondance en fer) pour le CS 22876-032 (cercles) et pour d’autres naines
pauvres en métaux étudiées par Asplund et al. (2006,
triangles) et Bonifacio et al. (2007, losanges). Le plateau apparaît
plus complexe aux métallicités très faibles.
En abscisse et en ordonnée, les abondances sont notées : [Fe/H]=log[N(Fe)/N(H)]ETOILE-log[N(Fe)/N(H)]SOLEIL and A(Li)=log[N(Li)/N(H)]+12, respectivement.
En abscisse et en ordonnée, les abondances sont notées : [Fe/H]=log[N(Fe)/N(H)]ETOILE-log[N(Fe)/N(H)]SOLEIL and A(Li)=log[N(Li)/N(H)]+12, respectivement.
Une étoile cruciale De nouvelles observations détaillées (spectres UVES obtenus
au VLT, ESO) de la naine BPS CS 22876–032 apportent des éléments
nouveaux. Cette étoile a la métallicité la plus faible
connue jusqu’à présent pour une naine. C’est une binaire spectroscopique
composée de deux naines : formées à partir du même
nuage, ces deux naines sont supposées avoir la même composition
chimique. A partir de spectres pris à plusieurs phases, une analyse
basée sur les couleurs et sur les isochrones de Chieffi & Limongi
indique que les composantes ont bien la même composition en métaux,
mais que si la primaire (plus chaude) a l’abondance de lithium du plateau
des Spite, la secondaire a une abondance plus faible. L’extension du plateau
est confirmé par la primaire, mais pas par la secondaire. Des modèles
d’atmosphères stellaires 3D (hydrodynamiques) ont été
calculés, ils donneraient des abondances de lithium un peu plus faibles
pour chaque composante, mais un écart encore un peu plus grand entre
les deux composantes. Ce résultat ne permet pas de conclure, mais encourage à
poursuivre et améliorer l’observation d’étoiles extrêmement
déficientes en métaux, qui apportent, de plus, des informations
sur les premières étoiles de notre Galaxie. First stars XI. Chemical composition of the extremely metal-poor dwarfs
in the binary CS 22876-032
González Hernández, J. I., Bonifacio, P., Ludwig,
H.-G., Caffau, E., Spite, M., Spite, F., Cayrel, R., Molaro, P., Hill, V.,
François, P., Plez, B., Beers, T. C., Sivarani, T., Andersen, J.,
Barbuy, B., Depagne, E., Nordström, B., & Primas, F.
Volume 480, Issue 1, March II 2008, pp.233-246 Contact Jonay
I. González Hernández (Observatoire de Paris, GEPI, CIFIST
Marie Curie Excellence Team) Ce travail a été mené d’abord dans le cadre du programme
ESO : FIRST STARS (P. I. : R.
Cayrel), et ensuite dans le contrat européen "CIFIST
Excellence team Marie Curie" conduit par P.
Bonifacio.
Dernière modification le 22 février 2013