J. Christopher Howk, Nicolas Lehner und Grant Mathews vom Center for Astrophysics an der University of Notre Dame veröffentlichten letzte Woche eine Abhandlung mit dem Titel „Observation of interstellar lithium in the low-metallicity Small Magellanic Cloud“ (sinngemäß: „Beobachtung von interstellarem Lithium in der Kleinen Magellanschen Wolke, die eine geringe Metallizität besitzt“) in dem Journal Nature. (Anm. d. Red.: Der Begriff „Metallizität“ meint in diesem Fall keine Metalle im eigentlichen Sinn, sondern jedes Element, das schwerer als Helium ist.) Die Astrophysiker haben eine Diskrepanz zwischen der Lithium-Menge erforscht, die vom Standardmodell der Element-Erzeugung während des Urknalls vorhergesagt wird, und der Lithium-Menge, die in dem Gas der Kleinen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie unserer eigenen Milchstraße, beobachtet wurde.
„Die Abhandlung dreht sich um die Messung des Lithium-Gehalts in dem interstellaren Gas einer nahen Galaxie, aber sie könnte dahingehend Auswirkungen auf die fundamentale Physik haben, dass sie auf die Präsenz von Teilchen aus Dunkler Materie im frühen Universum hindeuten könnte, die zerfallen oder sich gegenseitig auslöschen“, sagt Howk. „Das könnte eine Sondierung der Physik im frühen Universum sein, die uns eine Handhabe für neue Physik gibt, für die wir im Moment keine andere Möglichkeit des Zugriffs haben.“
Das Team verwendete Beobachtungen des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile und maß den Lithium-Gehalt in dem interstellaren Gas der Kleinen Magellanschen Wolke, die weit weniger von Sternen erzeugte, schwere Elemente als die Milchstraße enthält. Neben der Erzeugung von Elementen durch Fusion in den Kernen der Sterne glauben Wissenschaftler, dass Bedingungen kurz nach dem Urknall zu der Entstehung mancher [anderer] Elemente führten, darunter eine kleine Menge Lithium.
Sterne in der Milchstraße besitzen etwa viermal weniger Lithium auf der Oberfläche als von den Urknall-Vorhersagen erwartet wird. Einige Wissenschaftler vermuten, dass die stellare Aktivität Lithium zerstören könnte oder das Element könnte von der Oberfläche durch den leichteren Wasserstoff herabsinken, aber das bemerkenswert konsistente Verhältnis von Stern zu Stern ist eine Herausforderung für diese Erklärungen. Beobachtungen des Gases in der Kleinen Magellanschen Wolke offenbarten den Lithium-Gehalt, der laut Vorhersagen beim Urknall erzeugt worden wäre, aber lassen keinen Raum für die spätere Produktion des Elements.
Eine Erklärung könnte eine neue Art der Physik sein, die beim Urknall am Werk war und weniger Lithium hinterließ, als das Standardmodell vorhersagt. Um diese Möglichkeit zu verfolgen, wird das Team im November drei Beobachtungsnächte am VLT durchführen. Sie werden in der Großen Magellanschen Wolke nach dem Lithium-Isotop 7Li suchen und in der Großen und Kleinen Magellanschen Wolke nach 6Li Ausschau halten. Das Standardmodell sagt voraus, dass beim Urknall kein 6Li gebildet wurde.
Brian Fields von der University of Illinois in Urbana-Champaign ist Co-Autor der Studie.
(THK)
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