Jaderné spalování lithia ( angl. spalování lithia ) je proces nukleosyntézy , při kterém jsou zásoby lithia vyčerpány ve hvězdě . Lithium je obvykle přítomno u hnědých trpaslíků, ale chybí u hvězd s nízkou hmotností. Hvězdy, které byly schopny dosáhnout vysokých teplot (2,5 × 10 6 K) potřebných k zahájení jaderných reakcí zahrnujících vodík, rychle vyčerpají lithium. Když se lithium-7 a proton srazí , vytvoří se dvě jádra helia-4 . [1] Teplota potřebná pro takovou reakci je o něco nižší než minimální teplota pro spalování vodíku. Konvekce u hvězd s nízkou hmotností vede k vymizení lithia v celém objemu hvězdy. Přítomnost spektrálních čar lithia proto ukazuje, že toto nebeské těleso je subhvězdný objekt .
Studie hojnosti lithia ve hvězdách 53 T Tauri ukázala, že pokles hojnosti lithia se velmi liší v závislosti na velikosti hvězdy, je pravděpodobné, že helium hoří v průběhu proton-protonových reakcí během posledních konvekčních a nestabilních fází hvězdy . evoluce před hlavní sekvencí během fáze komprese Hayashi může být jedním z hlavních zdrojů energie u hvězd T Tauri. Rychlá rotace zvyšuje promíchávání hmoty a zvyšuje rychlost přenosu lithia do hlubších vrstev hvězdy, kde se účastní jaderných reakcí. Hvězdy T Tauri typicky během evoluce zvyšují svou rotační rychlost, jak se smršťují a přitom si zachovávají moment hybnosti. V důsledku toho se rychlost destrukce lithia s časem zvyšuje. Spalování lithia se také zintenzivňuje s rostoucí teplotou a hmotností a trvá nanejvýš asi 100 milionů let.
Protonový-protonový řetězec pro spalování lithia vypadá takto:
| p | + | 6 3Li |
→ | 74 _Být |
(nestabilní) | |
| 74 _Být |
+ | E− |
→ | 7 3Li |
+ v | |
| p | + | 7 3Li |
→ | 8 4Být |
(nestabilní) | |
| 8 4Být |
→ | 2 4 2On |
+ energie |
Spalování lithia se nevyskytuje u hvězd s hmotností menší než 60 hmotností Jupiteru. Rychlost úbytku lithia lze tedy použít k odhadu stáří hvězdy.
Použití lithia k oddělení hnědých trpaslíků a hvězd s nízkou hmotností se běžně nazývá lithiový test . Těžší hvězdy, jako je Slunce, mohou ve vnější atmosféře ukládat lithium, které se neohřeje natolik, aby se lithium spálilo, ale takové hvězdy lze od hnědých trpaslíků odlišit podle velikosti. Mladí hnědí trpaslíci s největší možnou hmotností 60–75 MJ nejsou dostatečně žhaví, aby spalovali lithium. Trpaslíci nad 65 MJ mohou spalovat lithium ve stáří asi půl miliardy let. [2]