來源：經濟日報-中國經濟網
鋰元素是宇宙中最早產生的元素之一，但它在多種天體中的含量均與理論預測存在較大的差異。鋰元素在恆星中的起源與演化一直困擾著天文學家，例如，宇宙中有一種被稱為富鋰巨星的天體，它們鋰元素的含量超過恆星演化理論值的上千倍。針對這些天體中的鋰是如何產生的，天文學家一直在努力尋找答案。
北京時間10月6日凌晨，國際學術期刊《自然·天文》發布了一項由我國天文學家主導的國際科研團隊關於富鋰巨星真實身份的重要成果。藉助我國重大基礎科技設施LAMOST巡天數據和美國克卜勒太空望遠鏡的星震數據，研究團隊通過監聽恆星的「心跳」，發現絕大多數富鋰巨星其實都是紅團簇星，而不是傳統上所認為的紅巨星。這一發現挑戰了傳統的恆星演化理論，對最終解開鋰元素的起源之謎至關重要。
恆星如同人類一樣，有誕生、成長、衰老及死亡等過程。太陽就是一顆正處於青壯年時期的恆星。不過，隨著恆星不斷發光發熱，其內部物質會出現明顯的變化，並由此產生一系列改變。紅巨星和紅團簇星是恆星進入晚年後兩種不同階段，它們內部進行核反應的物質不完全相同，因此其結構和物理過程也具有顯著差異。
但如果僅從表面上看，天文學家很難判斷一顆恆星究竟是紅巨星還是紅團簇星。「這是因為兩種恆星在溫度和光度方面相差無幾，就像我們很難判斷一位白髮蒼蒼的老者到底是70歲還是80歲一樣，只能根據經驗進行一個大致的估計，但並不一定非常準確」，該團隊的主要領導者之一，論文共同通訊作者國家天文臺趙剛研究員對此解釋道。
長久以來，天文學家認為，紅巨星內部劇烈的對流為鋰元素的產生創造了可能的條件，因此大部分富鋰巨星應該是紅巨星。但對此持懷疑態度的科研團隊通過我國LAMOST、日本昴星團等望遠鏡採集了大量富鋰巨星的光譜，並藉助克卜勒太空望遠鏡對這些富鋰巨星的震動數據，得到了截然不同的結論。
「我們給恆星做了心電圖」，論文的第一作者，國家天文臺閆宏亮副研究員介紹，星震就像是恆星的心跳，能夠傳遞恆星內部的真實信息，就算兩者表面上看起來差不多，但紅巨星和紅團簇星的心臟是不同的。研究發現，超過80%的富鋰巨星是紅團簇星，而且不同類型的富鋰巨星在鋰含量、恆星質量等多個方面均與傳統認知存在著顯著差別。
「這些發現很難用傳統理論去進行解釋」，論文共同通訊作者，國家天文臺施建榮研究員評論道，「由於內部物理環境不同，原有的理論並不適用於紅團簇星，我們需要儘快尋找到這一觀測現象的真實原因」。對此，論文通過觀測數據檢驗了雙星合併產生富鋰巨星的理論，認為這是一種有潛力的方向。「我們看到最近國際上提出了不少新的理論來解釋這個問題」， 趙剛說，「包括氦閃、雙星的合併、特殊的對流等等，雖然目前尚無定論，但下一步的關鍵就是去逐一檢驗這些理論」。
據悉，該工作是由一個中國主導，包括來自日本、法國、荷蘭、美國以及澳大利亞等國科研人員參與的國際團隊合作完成的。日方團隊主要負責人，日本國立天文臺青木和光副教授對此研究評價道，「這些發現表明，在小質量恆星的演化過程中，仍然有一些未知的過程能夠顯著改變恆星表面的物質組成,說明亟待發展新的物理機制」。中方的參與單位包括中國科學院國家天文臺、雲南天文臺，北京師範大學、中國科學院大學以及北京大學等。在此研究中，多個望遠鏡的協同合作是取得成果的關鍵，除LAMOST和克卜勒望遠鏡外，日本的昴星團望遠鏡、我國麗江觀測站的2.4米和1.8米望遠鏡均在觀測中發揮了重要作用。（經濟日報-中國經濟網記者 沈慧）