Nuklear forbrænding af lithium ( eng. lithiumbrænding ) er nukleosynteseprocessen , hvor lithiumreserverne opbruges i en stjerne . Lithium er normalt til stede i brune dværge, men fraværende i lavmassestjerner. Stjerner, der har været i stand til at nå de høje temperaturer (2,5 × 10 6 K), der kræves for at starte nukleare reaktioner, der involverer brint, løber hurtigt tør for lithium. Når lithium-7 og en proton kolliderer , dannes to helium-4 kerner . [1] Den temperatur, der kræves for at en sådan reaktion kan finde sted, er lidt lavere end minimumstemperaturen for brintforbrænding. Konvektion i stjerner med lav masse fører til forsvinden af lithium i hele stjernens volumen. Derfor viser tilstedeværelsen af spektrallinjer af lithium, at dette himmellegeme er et substellært objekt .
En undersøgelse af lithiummængden i 53 T Tauri-stjerner viste, at faldet i lithiummængden varierer meget afhængigt af stjernens størrelse, det er sandsynligt, at heliumforbrænding i løbet af proton-protonreaktioner under de sidste konvektive og ustabile stadier af evolution før hovedsekvensen under Hayashi-kompressionsfasen kan være en af de vigtigste energikilder i T Tauri-stjerner. Hurtig rotation øger blandingen af stof og øger hastigheden af lithiumoverførsel til de dybere lag af stjernen, hvor den er involveret i kernereaktioner. T Tauri-stjerner øger typisk deres rotationshastighed under evolutionen, når de trækker sig sammen, og mens de bevarer vinkelmomentum. Som et resultat stiger hastigheden af ødelæggelse af lithium med tiden. Forbrændingen af lithium intensiveres også med stigende temperatur og masse, og varer højst omkring 100 millioner år.
Proton-protonkæden til afbrænding af lithium ser sådan ud:
| s | + | 6 3Li |
→ | 74 _Være |
(ustabil) | |
| 74 _Være |
+ | e− |
→ | 7 3Li |
+ v | |
| s | + | 7 3Li |
→ | 8 4Være |
(ustabil) | |
| 8 4Være |
→ | 2 4 2Han |
+ energi |
Lithiumforbrænding forekommer ikke i stjerner med masse mindre end 60 Jupitermasser. Således kan hastigheden af lithiumfaldet bruges til at estimere en stjernes alder.
Brugen af lithium til at adskille brune dværge og lavmassestjerner omtales almindeligvis som lithiumtesten . Tyngre stjerner, såsom Solen, kan lagre lithium i den ydre atmosfære, som ikke opvarmes nok til at forbrænde lithium, men sådanne stjerner kan skelnes fra brune dværge på deres størrelse. Unge brune dværge med den størst mulige masse på 60-75 MJ er ikke varme nok til at forbrænde lithium. Dværge over 65 MJ kan forbrænde lithium når de er omkring en halv milliard år gamle. [2]