類太陽(yáng)恒星會(huì)產(chǎn)生鋰元素嗎?它發(fā)生在恒星演化的哪個(gè)階段?來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)等國(guó)內(nèi)外單位的研究人員，利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)光譜數(shù)據(jù)及國(guó)際GALAH巡天數(shù)據(jù)首次發(fā)現(xiàn)類太陽(yáng)恒星經(jīng)過(guò)氦閃后普遍可以產(chǎn)生鋰元素。相關(guān)研究成果7月6日在線發(fā)表于《自然·天文》雜志上。

鋰通常用于現(xiàn)代通信設(shè)備和運(yùn)輸行業(yè)，手機(jī)、平板電腦、電動(dòng)汽車等都使用鋰電池供電。此外，鋰元素還被大量應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。

但是，你是否想過(guò)，鋰元素從何而來(lái)?

“絕大多數(shù)鋰的起源可以追溯到同一個(gè)事件，那就是大約138億年前發(fā)生的宇宙大爆炸，也就是宇宙的起源。”論文第一作者、中科院國(guó)家天文臺(tái)庫(kù)馬爾博士說(shuō)。鋰是目前已知的在宇宙早期大爆炸中最早產(chǎn)生的三種元素之一，另外兩種是氫和氦?？梢哉f(shuō)，鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質(zhì)和恒星的關(guān)鍵元素，對(duì)鋰元素的研究是宇宙和恒星演化的重要課題。

與其他元素不同，研究人員普遍認(rèn)為鋰元素將會(huì)在恒星中逐漸消失。這是因?yàn)殇嚳梢栽谙鄬?duì)較低的溫度下(250萬(wàn)度)參與恒星內(nèi)部的核反應(yīng)，經(jīng)過(guò)與外部大氣的混合后，最初的鋰就會(huì)在恒星生命周期中消失。比如，太陽(yáng)和地球的組成元素高度相似，且被認(rèn)為幾乎同時(shí)形成，但太陽(yáng)中的鋰含量卻比地球中的鋰含量低了100倍。

隨著觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，部分類太陽(yáng)恒星大氣中的鋰含量非常高，在某些情況下，甚至比理論模型預(yù)測(cè)高出10萬(wàn)倍。到底什么原因?qū)е铝祟愄?yáng)恒星中鋰含量異常升高?這個(gè)問(wèn)題在過(guò)去40年里一直困擾著研究人員。

借助GALAH、LAMOST和GAIA巡天數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)了類太陽(yáng)恒星經(jīng)過(guò)氦閃后鋰豐度異常升高的現(xiàn)象極為普遍。在恒星演化的晚期，其核心不斷積累氦元素，并導(dǎo)致溫度和壓力持續(xù)上升，這個(gè)巨大的氦核最終被點(diǎn)燃，發(fā)生劇烈失控地核燃燒，就像在恒星內(nèi)部引爆了一顆氦原子彈，在幾分鐘內(nèi)釋放出相當(dāng)于整個(gè)銀河系的能量。這個(gè)現(xiàn)象被研究人員稱為氦閃。

“理論模型預(yù)測(cè)經(jīng)歷此階段的恒星鋰含量應(yīng)該非常低，但實(shí)際上，觀測(cè)卻發(fā)現(xiàn)這些恒星的鋰含量平均高出理論預(yù)測(cè)值的200多倍，這表明類太陽(yáng)恒星通過(guò)氦閃產(chǎn)生了新的鋰元素。”庫(kù)馬爾說(shuō)，同時(shí)，由于氦閃是類太陽(yáng)恒星演化過(guò)程中必然會(huì)經(jīng)歷的過(guò)程，因此類太陽(yáng)恒星經(jīng)過(guò)氦閃后普遍會(huì)產(chǎn)生鋰元素。

“這項(xiàng)研究首次提出氦閃是導(dǎo)致類太陽(yáng)恒星鋰豐度異常升高的重要機(jī)制，對(duì)我們而言，下一步研究的關(guān)鍵是了解鋰在氦閃和混合機(jī)制之間的核聚變，這里依然包含著很多未解之謎。”論文共同通訊作者、中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員趙剛說(shuō)。

關(guān)鍵詞： 鋰