光明網訊(記者宋雅娟) 記者從中科院國家天文臺獲悉, 8月7日凌晨,國際科學期刊《自然•天文》(Nature Astronomy)在線發佈我國天文學家的一項重大發現,以中國科學院國家天文臺爲首的科研團隊依託大科學裝置郭守敬望遠鏡(LAMOST)發現一顆奇特天體,它的鋰元素含量約是同類天體的3000倍,這是目前人類已知鋰元素丰度最高的恆星。

重大發現!我天文學家發現宇宙中鋰丰度最高恆星 距地球約4500光年

LAMOST發現富鋰巨星示意圖(繪圖:《中國國家天文》)

圖中巨大火球是這顆恆星的示意圖,它從白色圓形區域的星場中被發現。左下角展示這顆恆星由LAMOST所拍攝的光譜。背景是這顆恆星附近區域的真實銀河照片。

  在化學元素週期表中排第三位的鋰元素因爲鋰電池的普及而被大家熟知。小到手機、平板電腦,大到無人飛行器、電動汽車,都在使用鋰電池供電。此外,鋰元素還被大量應用於航空航天、國防軍工等領域。

  天文學家關注鋰元素還有獨特的原因。“鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質和恆星的關鍵元素,它在宇宙和恆星中的演化一直以來都是天文領域的重要課題,然而當代天文學對鋰元素的理解還具有很大侷限性。”國家天文臺閆宏亮博士介紹到。

  富鋰巨星十分稀有,但在揭示鋰元素起源和演化上卻具有重要意義。遺憾的是,過去三十餘年天文學家只發現極少量此類天體。我國自主設計建造的郭守敬望遠鏡LAMOST的落成和巡天計劃的開展爲尋找富鋰巨星提供了新的機遇。

  國家天文臺閆宏亮博士、趙剛研究員、施建榮研究員等人利用LAMOST發現了一顆居住在銀河系中心附近的蛇夫座、距離地球約4500光年的奇特天體——它的質量不足太陽的1.5倍,鋰元素含量卻是太陽的3000倍。LAMOST的海量恆星光譜觀測能力在此次科學發現中發揮至關重要的作用。

重大發現!我天文學家發現宇宙中鋰丰度最高恆星 距地球約4500光年

  富鋰巨星與太陽對比的想象圖。

圖片來源:NASA Goddard Space Flight Center

  關於富鋰巨星到底是如何形成的至今沒有定論。閆宏亮介紹,目前科學界有兩種說法,一種是外部增豐,認爲恆星吞噬了自己的行星並“霸佔”了原本屬於行星的鋰,另一種說法是內部增豐,認爲這些鋰元素來自恆星內部,恆星可以形成鈹元素,而鈹很容易就會衰變成鋰。

  對於此次新發現的富鋰巨星中鋰元素到底來自哪,國家天文臺相關科學家與來自中國原子能科學研究院、北京師範大學等院所高校的科學家合作,給出了自己的解釋。

  他們認爲這顆恆星的鋰元素很可能來自恆星內部的一種特殊的物質交換過程,比如由巨星形成的鈹元素被一種特別的運輸方式,快速搬運到恆星表面,讓其在比較低溫的區域變成穩定存在的鋰,甚至可以形成一片“鋰的海洋”。這個解釋得到了數值模擬的支撐,科學家們藉助不對稱對流,模擬再現了富鋰巨星內部經歷的變化,“產生如此高含量的鋰是有可能的”。

    此次富鋰巨星的發現一方面改變了人類對天體中鋰元素的認知,將國際上鋰含量觀測極限提高一倍。另一方面,我國科學家對鋰元素合成和現有恆星演化理論提出了獨樹一幟的新觀點,在一定程度上改變了人們對富鋰巨星的傳統認知。

[責任編輯:肖春芳]

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