12 metų trukmės tyrimą atlikę mokslininkai nustatė ličio kilmę – iš kur jis atsirado?

Skilimo procesai litį kūrė ir vėliau ir tebekuria dabar, ypač mažose žvaigždėse. Taip pat litis gali susiformuoti vadinamosiose spaliacijos reakcijose, kai didesnis atomo branduolys subyra susidūrimo metu. Iki šiol buvo nežinoma, kuris kilmės šaltinis dominuoja: ar litis, randamas Visatoje, yra daugiau pirmykštis, ar daugiau jo atsirado skylant kitiems branduoliams, ar per susidūrimus.

Dabar mokslininkai rado atsakymą, remdamiesi ličio kosminių spindulių analize. Raktas į atsakymą slypėjo dviejų ličio izotopų savybių analize plačiame energijų ruože. Izotopais vadiname elemento atmainas su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje. Litis jų turi dvi stabilias: litis-6 turi po tris protonus ir neutronus, litis-7 – vienu neutronu daugiau.

Tyrėjai pasitelkė duomenis iš spektrografo AMS-2, įtaisyto Tarptautinės kosminės stoties išorėje. 12 metų, nuo 2011 iki 2023, juo buvo fiksuojama gausybė kosminių spindulių – labai energingų dalelių, atlekiančių iš skirtingų vietų kosmose.

Didžioji šių dalelių dalis yra protonai, tačiau pasitaiko ir sunkesnių branduolių. Tarp jų tyrėjai aptiko maždaug po milijoną ličio-6 ir ličio-7 branduolių. Abiejų izotopų srautas laikui bėgant keičiasi vienodai; taip pat kinta ir helio branduolių srautas, o šis sutampa su deguonies, anglies bei azoto.

Tai reiškia, kad ir ličio branduoliai greičiausiai atlekia iš tų pačių šaltinių, kaip ir kiti kosminiai spinduliai. Tai prieštarauja pirmykštės jų kilmės hipotezei, vadinasi šią galima atmesti – pirmykščiai ličio branduoliai sudaro nebent menką dalį visų ličio kosminių spindulių.

Užfiksuoti ličio branduoliai apima didelį energijų ir „kietumų“ intervalą. Kietumu vadinamas dalelės trajektorijos atsparumas magnetinio lauko poveikiui ir yra glaudžiai susijęs su energija – kuo dalelė energingesnė, tuo sunkiau pakreipti jos trajektoriją.

Skirtingo kietumo ličio-7 ir ličio-6 branduolių srautų santykis gerokai skiriasi nuo to, ką prognozuoja formavimosi mažose žvaigždėse modelis, tad galima atmesti ir jį. Vadinasi, lieka vienintelė galimybė: ličio, ypač ličio-7, branduoliai daugiausiai atsiranda, kai masyvesni kosminių spindulių branduoliai susiduria su tarpžvaigždinės medžiagos atomais ir suskyla.

Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.