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科学家揭开类太阳恒星的富锂之谜-看天下新闻网

海外新闻 3个月前 (07-09) 17次浏览

【科技前沿】

本报北京7月8日电(记者齐芳)锂、氢和氦是三种已知的元素,它们首先产生于宇宙早期的大爆炸。事实证明,科学家推测锂会随着恒星的演化而逐渐消失。然而,最近的观察否定了这一假设。已经发现了许多富含锂的恒星。四十年来,这个难题一直困扰着科学家

中国科学院赵刚国家天文台的研究团队利用郭守敬望远镜(LAMOST)的光谱数据和国际GALAH调查数据,发现类太阳恒星一般在氦闪后会产生锂,从而解开了类太阳恒星富含锂的谜团。这一成果发表在北京时间7月6日晚出版的学术期刊《自然天文》上。

大多数锂的起源可以追溯到大约138亿年前的大爆炸(BIGBANG),这表明了宇宙的起源。因此,锂一直是连接BIGBANG、星际物质和恒星的关键元素,锂的研究是宇宙和恒星演化的重要课题。

赵刚解释说,大爆炸时期锂含量的小幅增加主要是由于重核在星际介质中的轰击,如碳和氧,它们分裂成更小的原子,如锂。由于锂在恒星内部相对较低的温度下参与核反应,然后与外部大气混合,研究人员普遍认为初始锂元素将在恒星的生命周期中消失。

一些早期的观察也支持这一结论。例如,太阳和地球的组成元素非常相似,它们被认为几乎同时形成,但是太阳中的锂含量比地球中的锂含量低100倍。然而,随着观测技术的发展,已经发现一些类太阳恒星(在银河系中约为1/100)在大气中的锂含量非常高,在某些情况下甚至比理论模型预测的高100,000倍。

据研究人员称,该研究小组系统地研究了晚期类太阳恒星中锂丰度的异常增加。令人惊讶的是,类太阳恒星在氦闪后异常增加锂的丰度是非常普遍的。

氦闪是类日恒星中的一个里程碑事件。在恒星演化的后期,氦元素在其核心不断积累,导致温度和压力不断上升。这个巨大的氦核最终被点燃,一场剧烈的失控核燃烧发生了,就像在一颗恒星内部引爆一颗氦原子弹,在几分钟内释放出相当于整个银河系的能量。

理论模型预测这一阶段恒星的锂含量应该很低,但实际上,观测发现这些恒星的锂含量比理论预测高200多倍。据研究人员称,这表明类太阳恒星通过氦闪光产生新的锂。在此基础上,提出了一个新的标准来识别被称为“富锂巨星”的天体。根据这个标准,人们在过去40年中发现的富含锂的超级巨星可能只是宇宙中的冰山一角。研究小组组长、该论文的合著者赵刚研究员说:“对我们来说,下一步研究的关键是了解锂在氦闪和混合机制之间的核聚变,其中还包含许多未解之谜。”

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