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像梦一样奔驰 天文学家研究揭秘：类太阳恒星氦闪后可普遍产生锂元素


中新网北京7月7日电(采访人员孙自法)在类太阳恒星中 ， 高含量的锂元素罕见吗、类太阳恒星会产生锂元素吗、它发生在恒星演化的哪个阶段……作为目前所知宇宙最早产生的三种元素之一 ， 锂在天文学研究中长期以来颇受关注 。
中国科学院国家天文台赵刚研究员和库马尔(Kumar)博士领导的国际团队 ， 利用中国重大科技基础设施郭守敬望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 ， 英文缩写LAMOST)光谱数据及国际GALAH巡天数据等 ， 最新研究揭晓类太星恒星与锂之间的谜题：类太阳恒星经过氦闪后普遍可以产生锂元素 。
这一重要天文学研究成果论文 ， 北京时间7月6日夜间在国际权威天文期刊《自然·天文》发表 。 论文共同通讯作者赵刚对媒体表示 ， “对我们而言 ， 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 ， 这里依然包含着很多未解之谜” 。
中科院国家天文台介绍 ， 锂、氢、氦是目前已知大约138亿年前发生宇宙大爆炸中最早产生的三种元素 ， 一直以来 ， 锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素 ， 对锂元素的研究是宇宙和恒星演化的重要课题 。
宇宙大爆炸时期的锂含量小幅增长 ， 主要是由于高能宇宙射线轰击星际介质中较重的原子核 ， 如碳和氧 ， 将它们分裂成较小的原子 ， 如锂 。 与其他元素不同 ， 天文学界普遍认为锂元素将会在恒星中逐渐消失 。 这是由于锂在恒星内部相对较低的温度下(250万度)参与核反应 ， 再经过与外部大气的混合 ， 最初的锂就会在恒星生命周期中消失 。
科学家举例称 ， 比如太阳和地球的组成元素高度相似 ， 且被认为几乎同时形成 ， 但太阳中的锂含量却比地球中的锂含量低100倍 。 随着观测技术的进步 ， 人们陆续发现 ， 部分类太阳恒星(在银河系中大约占1/100)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高出10万倍 。
到底什么原因导致类太阳恒星中锂含量异常升高？这个问题在过去40年里一直困扰着研究人员 。 研究团队最新发现类太阳恒星经过氦闪后普遍可以产生锂元素 ， 终于解开了这一谜团 。
成果论文第一作者库马尔说 ， 研究团队通过系统研究晚期类太阳恒星中锂丰度异常升高的现象 ， 发现类太阳恒星经过氦闪后锂丰度异常升高的现象极为普遍 。 氦闪是类太阳恒星中的一个标志性事件 ， 在恒星演化的晚期 ， 其核心不断积累氦元素 ， 并导致温度和压力持续上升 。 “这个巨大的氦核最终被点燃 ， 发生剧烈失控地核燃烧 ， 就像在恒星内部引爆了一颗氦原子弹 ， 在几分钟内释放出相当于整个银河系的能量” 。
他指出 ， 理论模型预测经历此阶段的恒星锂含量应该非常低 ， 但实际上 ， 观测却发现这些恒星的锂含量平均高出理论预测值的200多倍 ， 这表明类太阳恒星通过氦闪产生了新的锂元素 。 由于氦闪是类太阳恒星演化过程中必然会经历的过程 ， 因此 ， 类太阳恒星经过氦闪后普遍会产生锂元素 。 在鉴别氦闪恒星的过程中 ， LAMOST数据发挥出重要作用 。
【像梦一样奔驰 天文学家研究揭秘：类太阳恒星氦闪后可普遍产生锂元素】此外 ， 该研究还提出一个新的标准来鉴别被称为富锂巨星的天体 ， 照此标准 ， 人们在过去40年间所发现的富锂巨星可能只是宇宙中的冰山一角 。 (完)


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