中国经济网“氦闪”可产生锂元素
【中国经济网“氦闪”可产生锂元素】
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郭守敬望远镜是全球光谱获取率最高的望远镜 ， 安放于中国国家天文台兴隆观测站 。（资料图片）
在人们日常生活中 ， 对锂元素的应用几乎随处可见 。 它通常被用于现代通信设备与运输行业 。 手机、平板电脑、电动汽车等均使用锂电池供电 。 此外 ， 锂元素还被大量应用于航空航天、国防军工等领域 。 但可能大多数人都不知道锂元素从何而来 。
其实 ， 绝大多数锂的起源可以追溯到同一个事件——那就是约138亿年前发生的宇宙大爆炸 ， 即宇宙起源 。 锂是目前已知在宇宙早期大爆炸中最早产生的3种元素之一 ， 另外两种是氢和氦 。 一直以来 ， 锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质与恒星的关键元素 。 所以 ， 对锂元素的研究是宇宙与恒星演化的重要课题 。
根据研究 ， 宇宙大爆炸时期锂含量小幅增长 ， 这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 ， 将它们分裂成较小原子 ， 如锂 。 与其他元素不同 ， 研究人员普遍认为 ， 锂元素将会在恒星中逐渐消失 。 这是因其在恒星内部相对较低温度下（250万摄氏度）参与核反应 ， 再经过与外部大气混合 ， 最初的锂就会在恒星生命周期中消失 。 比如 ， 太阳与地球的组成元素高度相似 ， 且被认为几乎同时形成 ， 但太阳却比地球中的锂含量低了100倍 。 但随着观测技术的进步 ， 人们陆续发现 ， 部分类太阳恒星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10万倍 。 这到底是什么原因导致的？过去40年里 ， 该问题一直困扰着研究人员 。
近日 ， 科学家解开了上述谜题——中国科学院国家天文台研究员赵刚与国际团队合作 ， 利用我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）光谱数据及国际GALAH望远镜巡天数据 ， 发现类太阳恒星经过氦闪后普遍可以产生锂元素 。 该研究成果已发表于国际知名天文期刊《自然·天文》 。
借助GALAH、LAMOST与GAIA（盖亚卫星）巡天数据 ， 研究团队发现了类太阳恒星经过氦闪后普遍可以产生锂元素 ， 从而解开了上述谜团 。 论文第一作者表示：我们系统研究了晚期类太阳恒星中锂丰度异常升高的现象 。 令人惊讶的是 ， 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必然经历的一个标志性事件 。 在恒星演化晚期 ， 其核心不断积累氦元素 ， 并导致温度与压力持续上升 。 这个巨大的氦核最终被点燃 ， 发生剧烈失控的核燃烧 ， 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 ， 经历此阶段的恒星锂含量应该非常低；但实际上 ， 这些恒星的锂含量平均高出理论预测值200多倍 ， 这表明类太阳恒星通过氦闪产生了新的锂元素 。
此外 ， 该研究还提出了一个新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仅是宇宙中的冰山一角 。
研究团队负责人、论文共同通讯作者赵刚研究员表示：“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 。 ”(经济日报-中国经济网采访人员 沈 慧)
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