中科院發現宇宙最大「充電寶」

中科院发现宇宙最大“充电宝”

LAMOST發現富鋰巨星示意圖 繪圖:《中國國家天文》

以中國科學院國家天文臺為首的科研團隊發現了一顆奇特天體,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。北京時間8月7日在線出版的《自然—天文》(Nature Astronomy)發佈了我國天文學家的這項最新發現。

“富含鋰元素的巨星十分稀有,但在揭示鋰元素的起源和演化上卻具有重要意義。”論文第一作者、中科院國家天文臺助理研究員閆宏亮說,他們利用大科學裝置郭守敬望遠鏡發現的這顆富鋰恆星來自於銀河系中心附近的蛇夫座方向,位於銀河系盤面以北,距離地球約4500光年。

中科院國家天文臺閆宏亮、趙剛研究員和研究員施建榮等人在取得這一重要發現的同時,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,對這顆奇特恆星開展了深入研究。

研究人員發現,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。隨後,他們結合美國自動行星搜尋者望遠鏡的高分辨率光譜和中國原子能科學研究院最新的原子數據,通過模擬再現了其內部經歷的變化,從而對這顆恆星的鋰元素丰度給出了合理解釋。

“我們排除了其他可能的因素後認為,藉助一種不對稱對流,這顆恆星產生如此高的鋰是完全有可能的。”閆宏亮告訴《中國科學報》記者,向上的流速比向下流速快得多,就導致很多恆星內部的原材料被帶到表面,最後變成了鋰元素。“我們開展的計算機模擬研究也支持了恆星通過自身在內部產生鋰元素這一假設。”

這一發現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了一倍。同時,這項研究在理論上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。

論文的審稿人評價稱:“這篇文章發現了富鋰巨星家族中一個非常有趣的成員……它是目前已經發現的同類恆星中鋰丰度最高的……這項工作的獨到之處不僅僅在於恆星超高的鋰丰度,還有作者們精確確定的演化階段,以及由此得到的推論,那就是超級富鋰的階段持續的時間可能非常之短……是一篇很好的文章。”

據瞭解,鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質和恆星的關鍵元素,一直以來它在宇宙和恆星中的演化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,過去30餘年天文學家只發現了極少量的富鋰天體。郭守敬望遠鏡在在此次科學發現中發揮了至關重要的作用。


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