La combustión del litio es un proceso nucleosintético en el que el litio se agota en una estrella . El litio está presente generalmente en las enanas marrones y no en las estrellas más antiguas de baja masa. Las estrellas, que por definición deben alcanzar la alta temperatura (2,5 × 10 6 K) necesaria para la fusión del hidrógeno , agotan rápidamente su litio.
La combustión del isótopo más abundante del litio , el litio-7, se produce por una colisión del litio-7 y un protón que produce berilio-8 , que rápidamente se desintegra en dos núcleos de helio-4 . La temperatura necesaria para esta reacción es justo inferior a la temperatura necesaria para la fusión del hidrógeno . La convección en estrellas de baja masa garantiza que el litio en todo el volumen de la estrella se agote. [1] Por lo tanto, la presencia de la línea de litio en el espectro de una enana marrón candidata es un fuerte indicador de que es, de hecho, subestelar.
A partir de un estudio de las abundancias de litio en 53 estrellas T Tauri , se ha descubierto que el agotamiento de litio varía fuertemente con el tamaño, lo que sugiere que la quema de litio por la cadena PP , durante las últimas etapas altamente convectivas e inestables durante la fase posterior de la secuencia anterior a la secuencia principal de la contracción de Hayashi , puede ser una de las principales fuentes de energía para las estrellas T Tauri. La rotación rápida tiende a mejorar la mezcla y aumentar el transporte de litio a capas más profundas donde se destruye. Las estrellas T Tauri generalmente aumentan sus tasas de rotación a medida que envejecen, a través de la contracción y el aumento de giro, ya que conservan el momento angular. Esto provoca una mayor tasa de pérdida de litio con la edad. La quema de litio también aumentará con temperaturas y masas más altas, y durará como máximo un poco más de 100 millones de años.
La cadena de PP para la quema de litio es la siguiente
No se producirá en estrellas con una masa inferior a sesenta veces la de Júpiter. De esta manera, la tasa de agotamiento del litio puede utilizarse para calcular la edad de la estrella.
El uso de litio para distinguir a las enanas marrones candidatas de las estrellas de baja masa se conoce comúnmente como la prueba del litio . Las estrellas más pesadas como el Sol pueden retener litio en sus atmósferas externas, que nunca se calientan lo suficiente como para agotar el litio, pero se distinguen de las enanas marrones por su tamaño. Las enanas marrones en el extremo superior de su rango de masa (60-75 M J ) pueden ser lo suficientemente calientes como para agotar su litio cuando son jóvenes. Las enanas de masa superior a 65 M J pueden quemar su litio cuando tienen 500 millones de años; por lo tanto, esta prueba no es perfecta. [2]