在手机、平板电脑等产品电池中常见的锂,是目前已知在宇宙大爆炸中最早产生的元素之一。对锂元素的研究是宇宙和恒星演化的重要课题。
尽管锂元素诞生很早,但天文学家曾认为,它会在恒星中逐渐消失。例如,太阳和地球中所有元素的组成都相似,且被认为是几乎同时形成,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,人类陆续发现一些类太阳恒星大气中的锂含量非常高,在某些情况下比理论模型预测高出10万倍。“异常”升高的锂含量从何而来?这个问题一直困扰着天文学家。
借助银河考古项目、郭守敬望远镜和盖亚天文卫星等提供的巡天数据,上述研究团队发现,类太阳恒星经过氦闪后锂含量异常升高的现象极为普遍,并由此提出类太阳恒星普遍产生锂元素的机制。
氦闪是类太阳恒星中的一个标志性事件。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,发生剧烈失控的核燃烧,就像在恒星内部引爆一颗原子弹,几分钟内释放出相当于整个银河系的能量。
科研人员观测发现,这些恒星的锂含量平均高出理论预测值200多倍,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,科研人员推断,类太阳恒星经过氦闪后普遍会产生锂元素。
此外,该研究还提出了一个新的标准来鉴别被称为“富锂巨星”的天体。按照这个标准,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。
赵刚说,郭守敬望远镜的数据在鉴别氦闪恒星的过程中发挥了重要作用。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。(记者董瑞丰)