Από πού στο Σύμπαν προέρχεται το… λίθιο;

Το λίθιο είναι μόλις το τρίτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα, και είναι ευρέως γνωστό λόγω δύο, κυρίως, εφαρμογών. Η μία είναι ως το κύριο συστατικό ψυχιατρικών φαρμακευτικών αγωγών για την αντιμετώπιση της διπολικότητας, της κατάθλιψης, και της σχιζοφρένειας. Η άλλη είναι από τις ολοένα και πιο διαδεδομένες μπαταρίες λιθίου. Από που, όμως, προέρχεται αυτό το τόσο χρήσιμο στοιχείο;

Το λίθιο έχει ιδιαίτερα χαμηλή ενέργεια δέσμευσης, οπότε είναι δύσκολο να προκύψει από διαδικασίες σχάσης ή σύντηξης (όπως το ήλιο), ενώ πολύ εύκολα καταστρέφεται στο εσωτερικό των αστέρων (όπως και το βηρύλλιο και το βόριο). Έχει όμως τόσο μικρό ατομικό αριθμό, που προέκυψε σε κάποιες ποσότητες από τη Μεγάλη Έκρηξη, ταυτόχρονα με το (πολύ πιο άφθονο) ήλιο και με παρόμοιες ποσότητες βηρυλλίου, που όμως πολύ γρήγορα μετατράπηκε και αυτό σε λίθιο. Από τη στιγμή που άρχισαν να δημιουργούνται αστέρες, όμως, αυτό άρχισε να μειώνεται. Σε αυτούς, το λίθιο εύκολα καταστρέφεται, καθώς προσλαμβάνοντας ένα πρωτόνιο διασπάται σε δύο πυρήνες ηλίου. Παρόλα αυτά, φασματοσκοπικές παρατηρήσεις πολύ πρώιμων αστέρων δείχνουν να περιέχουν λιγότερο λίθιο από όσο περιμέναμε θεωρητικά, ενώ παρατηρήσεις μεταγενέστερων αστέρων δείχνουν να έχουν περισσότερο. Αυτό είναι ένα μυστήριο, που ονομάστηκε το Πρόβλημα του Κοσμολογικού Λιθίου.

Κάποιες ποσότητες λιθίου δημιουργούνται και από τον θρυμματισμό κοσμικών ακτίνων, ταυτόχρονα με το βηρύλλιο και το βόριο, αλλά η σημαντικότερη πηγή του στοιχείου θεωρείται πλέον πως είναι κλασικές εκρήξεις νόβα. Σε τέτοιες εκρήξεις, που προκύπτουν από τη συσσώρευση μάζας ενός συνοδού αστέρα πάνω σε έναν λευκό νάνο, τα εξωτερικά στρώματα του λευκού νάνου παράγουν διάφορα νέα στοιχεία, τα οποία εκτοξεύονται στον διαστρικό χώρο. Ένα από αυτά είναι το βηρύλλιο-7, που όμως γρήγορα μετατρέπεται σε λίθιο-7 (προσλαμβάνοντας ένα ηλεκτρόνιο που μετατρέπει ένα πρωτόνιο του βηρυλλίου σε νετρόνιο). Εάν αυτό γινόταν εντός ενός αστέρα, το λίθιο γρήγορα θα συγκρουόταν με ένα πρωτόνιο και θα διασπόταν σε πυρήνες ηλίου, όπως είπαμε πιο πριν. Αλλά επειδή αυτό γίνεται σε εκροές ύλης, όπου η πυκνότητα είναι χαμηλή, το λίθιο παραμένει ως έχει. Εκτιμάται πλέον πως αυτή είναι ίσως η σημαντικότερη προέλευση του λιθίου που υπάρχει πλέον στο Σύμπαν.