Lithium-Rätsel gelöst?

Das leichte chemische Element Lithium ist eines der wenigen Elemente, das nach unserer Modellvorstellung auch beim Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden ist. Aber die Mengen an Lithium, die wir heute in den Sternen unserer kosmischen Nachbarschaft finden, bereiten den Astronomen Kopfzerbrechen. Ältere Sterne weisen weniger Lithium auf als erwartet, während einige jüngere Sterne bis zu zehn mal soviel davon enthalten. Seit den 1970er Jahren vermuten Astronomen schon, das überschüssige Lithium der jungen Sterne könnte in Novae entstanden sein – bei Stern­explosionen, die Materie in den Raum zwischen den Sternen ausstoßen, wo es dann zur Entstehung der nächsten Sterngeneration beiträgt. Aber selbst gründliche Studien an Novae konnten bisher noch keinen klaren Hinweis darauf liefern.

Ein Team unter der Leitung von Luca Izzo von der Universität La Sapienza in Rom und ICRANet im italienischen Pescara hat jetzt mit dem FEROS-Spektrografen am MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium sowie dem PUCHEROS-Spektrografen am 0,5-Meter-Teleskop der ESO an der Sternwarte der Pontificia Universidad Catolica de Chile in Santa Martina bei Santiago die Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri) untersucht. Dieser Stern des Südhimmels, der in der Nähe des hellen Sterns Beta Centauri steht, explodierte im Dezember 2013 und war bis jetzt die hellste Nova dieses Jahrhunderts – und leicht mit bloßem Auge zu beobachten.

Die sehr umfangreichen neuen Daten zeigten ganz klar den Fingerabdruck von Lithium, das sich mit zwei Millionen Kilometern pro Stunde von der Nova entfernt. Das ist der erste Nachweis dafür, dass dieses Element von einer Nova ausgeworfen wird. Massimo Della Valle vom INAF Osservatorio Astronomico di Capodimonte in Neapel und ICRANet erklärt die Bedeutung dieser Entdeckung: „Das ist ein sehr wichtiger Fortschritt. Wenn wir die Entwicklungs­geschichte der chemischen Elemente in unserer Milchstraße mit einem großes Puzzle vergleichen, dann war der Fund von Lithium in einer Nova einer der wichtigsten und schwierigsten noch fehlenden Steine in diesem Puzzle. Außerdem bleibt jedes Modell des Urknalls solange fragwürdig, bis die Lithium-Frage verstanden ist.“

Die Masse des ausgestoßenen Lithiums in Nova Centauri 2013 ist nach Schätzungen nur sehr klein – weniger als ein Milliardstel der Sonnenmasse. Da es aber in der Geschichte der Milchstraße schon viele Milliarden Novae gegeben hat, erklärt dies hinreichend die beobachtete und unerwartet hohe Lithium­konzentration in unserer Heimatgalaxie.

Luca Pasquini von der ESO in Garching und Massimo Della Valle suchen bereits seit einem Vierteljahrhundert nach Spuren von Lithium in Novae. Dies ist jetzt der Abschluss einer langen Suche. Und für den jüngeren Teamchef gibt es noch ein weiteres Erfolgserlebnis: „Es ist schon toll, etwas zu finden, das schon vor meiner Geburt vorhergesagt wurde, und es dann erstmals an meinem Geburtstag im Jahr 2013 zu beobachten!“, sagt Luca Izzo.

ESO / DE