重大发现!我天文学家发现宇宙中锂丰度最高恒星 距地球约4500光年

日期:2018年08月08日 来源:tech.gmw.cn 作者:系统管理员 【打印】 【关闭】

  光明网讯(记者宋雅娟) 记者从中科院国家天文台获悉, 8月7日凌晨,国际科学期刊《自然•天文》(Nature Astronomy)在线发布我国天文学家的一项重大发现,以中国科学院国家天文台为首的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)发现一颗奇特天体,它的锂元素含量约是同类天体的3000倍,这是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。

重大发现!我天文学家发现宇宙中锂丰度最高恒星 距地球约4500光年

LAMOST发现富锂巨星示意图(绘图:《中国国家天文》)

图中巨大火球是这颗恒星的示意图,它从白色圆形区域的星场中被发现。左下角展示这颗恒星由LAMOST所拍摄的光谱。背景是这颗恒星附近区域的真实银河照片。

  在化学元素周期表中排第三位的锂元素因为锂电池的普及而被大家熟知。小到手机、平板电脑,大到无人飞行器、电动汽车,都在使用锂电池供电。此外,锂元素还被大量应用于航空航天、国防军工等领域。

  天文学家关注锂元素还有独特的原因。“锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素,它在宇宙和恒星中的演化一直以来都是天文领域的重要课题,然而当代天文学对锂元素的理解还具有很大局限性。”国家天文台闫宏亮博士介绍到。

  富锂巨星十分稀有,但在揭示锂元素起源和演化上却具有重要意义。遗憾的是,过去三十余年天文学家只发现极少量此类天体。我国自主设计建造的郭守敬望远镜LAMOST的落成和巡天计划的开展为寻找富锂巨星提供了新的机遇。

  国家天文台闫宏亮博士、赵刚研究员、施建荣研究员等人利用LAMOST发现了一颗居住在银河系中心附近的蛇夫座、距离地球约4500光年的奇特天体——它的质量不足太阳的1.5倍,锂元素含量却是太阳的3000倍。LAMOST的海量恒星光谱观测能力在此次科学发现中发挥至关重要的作用。

重大发现!我天文学家发现宇宙中锂丰度最高恒星 距地球约4500光年

  富锂巨星与太阳对比的想象图。

图片来源:NASA Goddard Space Flight Center

  关于富锂巨星到底是如何形成的至今没有定论。闫宏亮介绍,目前科学界有两种说法,一种是外部增丰,认为恒星吞噬了自己的行星并“霸占”了原本属于行星的锂,另一种说法是内部增丰,认为这些锂元素来自恒星内部,恒星可以形成铍元素,而铍很容易就会衰变成锂。

  对于此次新发现的富锂巨星中锂元素到底来自哪,国家天文台相关科学家与来自中国原子能科学研究院、北京师范大学等院所高校的科学家合作,给出了自己的解释。

  他们认为这颗恒星的锂元素很可能来自恒星内部的一种特殊的物质交换过程,比如由巨星形成的铍元素被一种特别的运输方式,快速搬运到恒星表面,让其在比较低温的区域变成稳定存在的锂,甚至可以形成一片“锂的海洋”。这个解释得到了数值模拟的支撑,科学家们借助不对称对流,模拟再现了富锂巨星内部经历的变化,“产生如此高含量的锂是有可能的”。

    此次富锂巨星的发现一方面改变了人类对天体中锂元素的认知,将国际上锂含量观测极限提高一倍。另一方面,我国科学家对锂元素合成和现有恒星演化理论提出了独树一帜的新观点,在一定程度上改变了人们对富锂巨星的传统认知。

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