天文学家发现绝大多数富锂巨星其实是红团簇星

科技舆情

2020

10/10

10:28

中华网科技

　　锂是宇宙中最早的元素之一，但它在许多天体中的含量与理论预测大相径庭。天文学家一直对恒星中锂的来源和演化感到困惑。比如宇宙中有一个天体叫富锂巨星，它的锂含量超过恒星演化的理论值几千倍。天文学家一直在试图找出锂是如何在这些天体中产生的。

　　10月6日，《自然-天文学》发表了由中国天文学家领导的国际研究小组关于富锂巨星“真实身份”的研究成果。借助中国主要基础科技设施的LAMOST调查数据和美国开普勒任务的恒星地震数据，研究小组发现，大部分富锂巨星实际上是红星团星，而不是传统认为的红巨星。这一发现挑战了传统的恒星演化理论，有助于解开锂的起源之谜。

　　恒星和人类一样，都有诞生、成长、衰老、死亡的过程。太阳是一颗处于全盛时期的恒星。但是随着恒星不断发光发热，其内部物质会发生明显的变化，从而导致一系列的变化。红巨星和红星团星是恒星进入老年后的两个不同阶段。它们内部的核反应物质不同，所以它们的结构和物理过程也有显著的不同。如果仅仅从表面上看，天文学家很难判断一颗恒星是红巨星还是红星团。这是因为两颗恒星的温度和光度几乎相同，就像我们很难判断一个白发老人是70岁还是80岁一样，只能根据经验粗略估计，但不一定很准确。

　　长期以来，天文学家认为红巨星内部的强烈对流为锂的产生创造了可能的条件，所以大多数富锂巨星应该是红巨星。但这项研究持怀疑态度，中国的LAMOST和日本的昴宿星等望远镜已经收集到了大量富锂巨星的光谱。借助开普勒任务中这些富锂巨星的振动数据，得出了完全不同的结论。研究小组为恒星做了一个“心电图”:恒星地震就像恒星的心跳，可以传递恒星内部的真实信息。即使两者表面看起来很像，但红色巨星和红色星团星的心是不一样的。发现80%以上的富锂巨星都是红簇星，不同类型的富锂巨星在锂含量和恒星质量上与传统认知有显著差异。

　　人们认为这些发现很难用传统理论来解释。由于内部物理环境的不同，原有的理论并不适合红星团恒星，因此有必要尽快找出这种观测到的现象的真正原因。本研究通过观测数据检验了双星组合产生富锂巨星的理论，认为这是一个潜在的方向。目前已经有很多新的理论提出来解释这个问题，比如氦闪、双星合并、特殊对流等，但是还没有最终的结论。下一步的关键是逐一检验这些理论，找出真相。

　　这项研究是由中国领导的一个国际团队完成的，来自日本、法国、荷兰、美国和澳大利亚的研究人员参与了这项研究。中国参与单位包括中国科学院国家天文台、云南天文台、北京师范大学、中国科学院大学和北京大学。多台望远镜的合作是取得这一成就的关键。除了LAMOST和开普勒望远镜之外，日本的昴宿星望远镜和中国丽江天文台的2.4米和1.8米望远镜都在观测中发挥了重要作用。

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