中日天文學家聯合發現鋰豐度最高恆星

宇宙大爆炸核合成產生了三種元素：氫、氦、鋰，它們的豐度是探知大爆炸之後幾秒鐘內宇宙物理狀況的最可靠途徑。中科院國家天文台天體豐度研究團隊與日本天文學家合作，利用郭守敬望遠鏡巡天數據及其後續觀測發現了一批鋰元素含量異常超高的貧金屬星，對經典小質量恆星演化模型提出了挑戰。

年老的小質量貧金屬星在其大氣中保留了大爆炸核合成產生的原初物質，因此它們在演化初期（變成紅巨星之前）幾乎擁有相同的常數鋰豐度。隨著恆星演化到達紅巨星支，挖掘過程會將核心物質與表面大氣混合，從而稀釋其​​表面的鋰含量，使恆星的鋰豐度降低一個量級以上。對於球狀星團的系統觀測驗證了上述過程，也表明了小質量恆星結構與演化模型的成功。但隨著銀河系恆星觀測數據的大量積累，人們陸續發現了十幾顆鋰含量超高的小質量紅巨星，目前尚無完善的模型能解釋這一現象，也沒有系統的觀測研究。

中科院國家天文台研究團隊利用郭守敬望遠鏡以及昴星團望遠鏡首次對鋰超豐的貧金屬星進行了系統搜尋。他們發現了十二顆金屬豐度不到太陽1%、但鋰含量高出同類恆星一個量級以上的貧金屬星。這些恆星的質量大多在0.8個太陽質量附近，比此前發現的鋰超豐恆星要年老許多。尤其令人驚訝的是，這其中有五顆是亞巨星，也就是處於紅巨星之前的演化更早期的恆星。這不僅是首次在銀河系場星中發現此類天體，其中一顆的鋰豐度更是超過了同類恆星一百倍，刷新了目前觀測到的恆星鋰元素豐度紀錄。他們的觀測研究為修正和完善低光度恆星鋰增豐機制以及經典小質量恆星演化模型提供了非常重要的觀測證據。

【圖、文：節錄自中國科學院國家天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學期刊快報》