En astrophysique, le plateau des Spite, parfois appelé plateau du lithium, désigne la persistance d'une abondance de lithium qui tend à devenir constante pour les étoiles les plus anciennes — dites « de population II » — du halo galactique alors que l'abondance des éléments chimiques plus lourds tend vers zéro lorsque l'âge des étoiles tend vers l'âge de l'univers — étoiles de faible métallicité.

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  • En astrophysique, le plateau des Spite, parfois appelé plateau du lithium, désigne la persistance d'une abondance de lithium qui tend à devenir constante pour les étoiles les plus anciennes — dites « de population II » — du halo galactique alors que l'abondance des éléments chimiques plus lourds tend vers zéro lorsque l'âge des étoiles tend vers l'âge de l'univers — étoiles de faible métallicité. Plus précisément, l'abondance en lithium exprimée en fonction de la température effective des étoiles de population II forme un plateau pour les températures effectives inférieures à log Teff ≈ 3,75 — environ 5 600 K.Ce phénomène a été découvert et publié en 1982 par deux astrophysiciens français, Monique et François Spite, de l'Observatoire de Paris à Meudon,. Cette observation a été interprétée comme l'indication de la nucléosynthèse primordiale du lithium à la suite du Big Bang, et la concentration en lithium observée dans les étoiles à plus faible métallicité connue a longtemps été vue comme un puissant argument étayant la cosmologie du Big Bang, en permettant de calculer la densité baryonique de l'Univers — le rapport entre la concentration de baryons et de photons. Ainsi, les concentrations en isotopes stables « primordiaux » — 1H, 2H, 3He, 4He, 6Li et 7Li — mesurées dans les étoiles les plus vieilles connues étaient-elles en accord avec une valeur unique de densité baryonique à l'issue du Big Bang.Cependant, les mesures les plus récentes, réalisées avec une marge d'erreur sensiblement plus faible qu'il y a trente ans, ont mis en évidence une abondance en lithium inférieure à celle déduite de la densité baryonique de l'Univers retenue par les modèles cosmologiques actuels, et ce y compris dans omega Centauri. Ce dernier est un amas globulaire atypique, constitué d'étoiles d'âges et de métallicité différentes, ce qui indique qu'il ne s'agirait pas d'un amas globulaire « standard » mais plutôt des restes du noyau d'une petite galaxie capturée par la Voie lactée. Au sein de cet amas se trouvent un grand nombre d'étoiles de population II, lesquelles montrent les mêmes aboncances en lithium que les étoiles de notre galaxie, ce qui signifie que l'appauvrissement en lithium par rapport aux modèles cosmologiques n'est pas un phénomène local limité à la Voie lactée.Les étoiles étudiées ayant des âges compris dans une fourchette de cinq milliards d'années, l'observation au sein d'omega Centauri d'un plateau des Spite du même ordre que celui observé au sein des étoiles du halo de notre galaxie impose des contraintes très strictes aux explications avancées jusqu'alors et qui font appel à des phénomènes localisés et dépendants du temps pour expliquer la différence entre le niveau théorique et le niveau observé de l'abonance en lithium dans les couches superficielles des étoiles de population II du halo galactique.Ainsi, une explication avancée est la consommation du lithium par fusion nucléaire au-delà de 2×106 K au cœur d'une génération d'étoiles massives qui auraient précédé les étoiles de population II actuellement observées — mais il reste alors à expliquer pourquoi ce phénomène aurait été identique dans au moins deux galaxies, la nôtre et celle à l'origine d'omega Centauri — tandis qu'une autre explication repose sur la diffusion du lithium atmosphérique vers les couches intérieures des étoiles de population II — mais alors il reste à expliquer pourquoi l'abondance en lithium observée tend vers une valeur constante quand on observe des étoiles de plus en plus âgées, alors que la diffusion est un processus physique progressif qui dépend précisément du temps.
  • The Spite plateau (or Spite lithium plateau) is a baseline in the abundance of lithium found in old stars orbiting the galactic halo. It was named after the astronomers François and Monique Spite, who published the discovery in 1982.The element lithium was first produced during the Big Bang that created the observable universe. The cosmic abundance of lithium is of interest because it provides several constraints to the various Big Bang models. Those models that fail to satisfy these constraints are therefore subject to rejection or correction by the scientific community.Lithium is readily consumed by fusion with protons at temperatures above 2 × 106 K, such as is found in the cores of stars. Thus, if the convection zone of a main sequence star carries lithium to the core region, the abundance of lithium in the star can decrease. Likewise, lithium can be produced in interstellar matter by spallation collisions with cosmic rays, or by the evolution of stars of moderate mass.To obtain a good estimate of the primordial abundance of lithium, astronomers François and Monique Spite measured the abundance of lithium in old, population II stars (or old halo stars). Such stars were formed early in the universe out of material that had not been significantly modified by other processes. Their results showed that the curve on a graph of the abundance of lithium versus effective surface temperature formed a plateau among old halo stars for effective temperatures below about: log Teff ~ 3.75or roughly 5,600 K. This suggested that the plateau represented the primordial abundance level of lithium in the Milky Way, and thus they were able to estimate that the abundance of lithium at the beginning of the galaxy was: NLi = (11.2 ± 3.8) × 10−11 NHwhere NH is the abundance of hydrogen.The current estimates for the primordial abundance of lithium, as measured by this technique, are in good agreement with the predictions of the standard model of Big Bang nucleosynthesis.
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  • En astrophysique, le plateau des Spite, parfois appelé plateau du lithium, désigne la persistance d'une abondance de lithium qui tend à devenir constante pour les étoiles les plus anciennes — dites « de population II » — du halo galactique alors que l'abondance des éléments chimiques plus lourds tend vers zéro lorsque l'âge des étoiles tend vers l'âge de l'univers — étoiles de faible métallicité.
  • The Spite plateau (or Spite lithium plateau) is a baseline in the abundance of lithium found in old stars orbiting the galactic halo. It was named after the astronomers François and Monique Spite, who published the discovery in 1982.The element lithium was first produced during the Big Bang that created the observable universe. The cosmic abundance of lithium is of interest because it provides several constraints to the various Big Bang models.
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  • Plateau des Spite
  • Spite plateau
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