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我国科学家发现人类已知锂元素丰度最高恒星 距地球约4500光年

2018-08-07 17:00 来源: 新华社 作者: 王莹

摘要: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。直到1981年,天文学家利用一架小望远镜发现了一颗特殊的恒星,它的光谱非常奇特,在本不该有谱线的地方发现了一条很强的锂线。

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图为LAMOST发现富锂巨星示意图(国家天文台供图)

图中巨大火球是这颗恒星的示意图,它从白色圆形区域的星场中被发现。左下角展示这颗恒星由LAMOST所拍摄的光谱。背景是这颗恒星附近区域的真实银河照片。

新华网北京8月7日电(王莹)记者从中国科学院国家天文台获悉,由其带领的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)发现一颗奇特天体,它的锂元素含量约是同类天体的3000倍,绝对锂丰度高达4.51,是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。这一重要天文发现于北京时间8月7日凌晨,在国际科学期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)上在线发布。

科研人员介绍,此次发现的奇特天体,是一颗富锂巨星,名为TYC429-2097-1。何为富锂巨星?科研人员解释,在宇宙天体中,恒星如同人类一样,会经历诞生、成长、衰老、死亡。巨星阶段是恒星暮年的开始,几乎任何一颗恒星都要经历这样一个阶段。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。

这样的预言在相当长一段时间内都被认为是正确的。直到1981年,天文学家利用一架小望远镜发现了一颗特殊的恒星,它的光谱非常奇特,在本不该有谱线的地方发现了一条很强的锂线。他们觉得这种现象极为罕见,也无法给出确切的解释。这种特殊的天体很快成为大家关注的焦点,人们称之为富锂巨星。

“富锂巨星的数量非常少,大概只占巨星的0.5%—1%左右”,国家天文台助理研究员闫宏亮介绍,搜寻富锂巨星的工作如同星海捞针,非常困难,在这一背景下,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机遇。

闫宏亮介绍,此次利用LAMOST发现的这颗富锂巨星,来自于银河系中心附近的蛇夫座方向,位于银河系盘面以北,距离地球约4500光年,其质量为太阳的1.5倍,半径约为太阳的15倍。

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图为富锂巨星与太阳对比的想象图。(国家天文台供图)

这颗富锂巨星是如何产生的?对此,闫宏亮解释说,一般而言富锂巨星的形成有两种方式:一种是恒星吞噬了自己的行星并“霸占”了原本属于行星的锂;另一种则认为这些锂元素来自恒星内部。

经过对这颗奇特恒星开展深入研究,科研人员发现,这颗恒星的锂元素很可能来自恒星内部的一种特殊的物质交换过程,并结合美国自动行星搜寻者望远镜(APF)的高分辨率光谱和中国原子能科学研究院最新的原子数据,通过模拟再现其内部经历的变化,从而对这颗恒星的锂元素丰度给出合理的解释。

此次发现有什么重大意义?对此,国家天文台LAMOST运行和发展中心主任赵刚指出,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,这项研究在理论上对锂元素合成和现有恒星演化理论提出了独树一帜的新观点。

记者了解到,2012年9月至2017年6月,LAMOST开展了第一期光谱巡天观测,一期巡天共发布光谱901万条,其中高质量光谱(信噪比大于10)777万条,确定534万组恒星光谱参数。此次发现的富锂巨星,正是一期巡天观测中取得的重大成果。

责任编辑:WYJ

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