我国重大科学设施郭守敬望远镜发现宇宙中锂丰度最高恒星!“富锂巨星”挑战标准恒星模型
发布时间:2018-08-07 16:02:00
关键词:锂电池 动力电池

我国重大科学设施郭守敬望远镜发现宇宙中锂丰度最高恒星!“富锂巨星”挑战标准恒星模型


地球上锂资源十分紧缺,可宇宙中却存在锂资源“富得冒油”的天体。昨天凌晨,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国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)发现一颗奇特天体,它的锂元素丰度约是同类天体的3000倍,这是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。


因为锂电池,在化学元素周期表中排第三位的锂元素早就家喻户晓。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。可见,锂元素与电池的完美结缘,成为了现代科技革命的“重头戏”。


不过,锂也给科学家带来不少难题。其中一个难题是:宇宙中“富锂巨星”存在吗?


在标准恒星模型中,恒星在巨星阶段会把自身的锂元素“消化”掉,成为一个在表面上几乎探测不到锂元素的天体。这个预言在相当长一段时间内都被认为是正确的。可在1981年,两位美国天文学家利用一架小望远镜发现了一颗特殊的恒星——在本不该有谱线的地方发现了一条很强的锂线。这让科学家注意到,可能有富锂巨星的存在。


为了搞清楚富锂巨星的来龙去脉,科学家们便开始搜集这类天体样本,可富锂巨星的数量实在是少的可怜,大概只占巨星的0.5%-1%左右。因此搜寻富锂巨星的工作就如同星海里捞针。


富锂巨星与太阳对比的想象图。图片来源:NASA Goddard Space Flight Center


我国自主设计建造的郭守敬望远镜(LAMOST)大规模巡天的开展,为搜寻富锂巨星提供了宝贵的机遇。日前,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该望远镜数据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。更重要的是,它是目前人类已知的锂元素丰度最高的巨星,绝对称得上“奇珍异宝”。这一发现刷新了人类对富锂巨星的认知,也成为人类研究富锂现象的绝佳样本。


富锂巨星是如何形成的?至今尚未有定论。不过天文学家给出了一些有趣的猜想:一些理论认为,富锂巨星可能诞生于一次“恒星吞噬自己行星”的灾难级事件。另一种想法则认为,这些锂元素来自恒星内部,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”。数值模拟表明,借助不对称对流,产生如此高的锂是完全有可能的。


这颗奇特恒星的发现刷新了人类对天体中锂丰度的认知,将国际上的锂丰度观测极限提高了一倍,它将作为一个独特的样本在以后的科学研究中持续发挥价值。同时,科学家藉此在理论上对锂元素的合成和恒星演化理论提出独树一帜的新观点,在一定程度上改变了人们对富锂巨星的传统认知。

稿件来源: 文汇网
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