حرق الليثيوم

يُعدّ احتراق الليثيوم عمليةً نوويةً يتمّ فيها استنفاد الليثيوم في النجم . يتواجد الليثيوم عادةً في الأقزام البنية ، وليس في النجوم القديمة منخفضة الكتلة. تستنفد النجوم، التي يجب أن تصل بطبيعتها إلى درجة الحرارة العالية (2.5 مليون كلفن) اللازمة لدمج الهيدروجين ، الليثيوم بسرعة.

أظهرت دراسة وفرة الليثيوم في 53 نجمًا من نوع تي تاوري أن استنزاف الليثيوم يختلف اختلافًا كبيرًا باختلاف حجم النجم، مما يشير إلى أن احتراق الليثيوم بواسطة سلسلة PP ، خلال المراحل الأخيرة شديدة الحمل الحراري وغير المستقرة في المرحلة اللاحقة من انكماش هاياشي قبل مرحلة التسلسل الرئيسي ، قد يكون أحد المصادر الرئيسية للطاقة في نجوم تي تاوري. يميل الدوران السريع إلى تحسين الاختلاط وزيادة نقل الليثيوم إلى الطبقات الأعمق حيث يُستهلك. عمومًا، تزيد نجوم تي تاوري من معدلات دورانها مع تقدمها في العمر، من خلال الانكماش وتسارع الدوران، نظرًا لاحتفاظها بالزخم الزاوي. يؤدي هذا إلى زيادة معدل فقدان الليثيوم مع تقدم العمر. كما يزداد احتراق الليثيوم مع ارتفاع درجات الحرارة والكتلة، ويستمر لمدة تزيد قليلاً عن 100 مليون سنة.

لن يحدث ذلك في النجوم التي تقل كتلتها عن ستين ضعف كتلة كوكب المشتري. وبهذه الطريقة، يمكن استخدام معدل استنفاد الليثيوم لحساب عمر النجم.

يحدث احتراق نظير الليثيوم الأكثر وفرة ، الليثيوم-7، نتيجة اصطدام الليثيوم-7 ببروتون ، مُنتجًا البريليوم-8 الذي يتحلل سريعًا إلى نواتين من الهيليوم-4 . درجة الحرارة اللازمة لهذا التفاعل أقل بقليل من درجة الحرارة اللازمة لاندماج الهيدروجين . يضمن الحمل الحراري في النجوم منخفضة الكتلة استنفاد الليثيوم في كامل حجم النجم. ^{[ 1 ]} لذلك، يُعد وجود خط الليثيوم في طيف قزم بني مُحتمل مؤشرًا قويًا على أنه دون نجمي.

يتم استهلاك الليثيوم-6 بشكل أساسي عن طريق${\displaystyle (p,\alpha )}$يتفاعل مع البروتونات، مما ينتج عنه الهيليوم-3 والهيليوم-4. ولأن هذا المسار يعمل عبر القوة النووية القوية، فإن مقطع التفاعل العرضي له أكبر بعدة مراتب من...${\displaystyle (p,\gamma )}$عملية التقاط الإشعاع الكهرومغناطيسي، حتى في درجات الحرارة المنخفضة لباطن النجوم. لذلك، فإن تدمير الليثيوم-6 ينتج نظائر الهيليوم مباشرة بدلاً من تكوين البريليوم-7. ^{[ 2 ]}

يُشار عادةً إلى استخدام الليثيوم للتمييز بين الأقزام البنية المحتملة والنجوم منخفضة الكتلة باسم اختبار الليثيوم . تستطيع النجوم الأثقل، كالشمس، الاحتفاظ بالليثيوم في غلافها الجوي الخارجي، الذي لا تصل حرارته إلى درجة كافية لاستنزاف الليثيوم، ولكن يمكن تمييزها عن الأقزام البنية من خلال حجمها. قد تكون الأقزام البنية ذات الكتلة العالية (60-75 _{كتلة شمسية} ) ساخنة بما يكفي لاستنزاف الليثيوم في مراحلها الأولى. أما الأقزام التي تزيد كتلتها عن 65 كتلة شمسية _، فقد تحرق الليثيوم بحلول بلوغها نصف مليار سنة؛ لذا، فإن هذا الاختبار ليس مثاليًا. ^{[ 3 ]}

• مشكلة الليثيوم الكونية
• الديليثيوم
• نواة الهالة
• نظائر الليثيوم
• الليثيوم