藉助「心電圖」天文學家揭秘富鋰巨星

2020-10-07 科技走向未來

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。國家天文臺趙剛研究員介紹，「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」。

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。

國家天文臺閆宏亮副研究員介紹，「我們給恆星做了心電圖，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。（總臺央視記者 帥俊全）

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