鋰元素是由銀河系中某一類恆星爆炸產生


由美國亞利桑那州立大學天體物理學家森馬·斯塔菲(Sumner Starrfield)教授為首領導的一組研究人員已將理論與觀測和實驗室研究相結合,並確定了一類稱為經典新星的恆星爆炸是造成我們銀河和太陽系中大部分鋰元素的成因 。

斯塔菲教授指出,鑑於鋰對於耐熱玻璃和陶瓷,鋰電池和鋰離子電池以及改變情緒的化學藥品等常見用途的重要性;知道這種元素的來源,並且增進我們對構成人體和太陽系的元素來源的理解非常重要。

研究小組繼續確定這些經典新星一部分會進化,直到它們爆炸為Ia型超新星。這些爆炸的恆星變得比銀河系更亮,並且可以在宇宙中很遠的距離發現。因此,它們用於研究宇宙的演化,並且是1990年代中期用於發現暗能量的超新星,暗能量正在促使宇宙膨脹加速。它們還會在銀河系和太陽系中產生大量鐵,這是我們的紅血球的重要組成部分,這些紅血球將氧氣輸送至整個人體。

宇宙的形成,通常由稱為大爆炸開始,首先形成氫,氦和少量鋰的元素。所有其它化學元素(包括大部分鋰)都是後來由恆星形成。古典新星是一類恆星,由白矮星(恆星殘留的恆星,具有太陽的質量,但大小與地球大小相同)和圍繞白矮星環繞的較大恒星組成。

氣體從較大的恆星落到白矮星上,當足夠的氣體在白矮星上積累時,就會發生爆炸或新星形成。每年在我們的銀河系中發生約五十次新星爆炸,全世界天文學家都可以觀察到。

在這項研究中,使用了幾種方法來確定新星爆炸中產生鋰元素的數量。他們結合了電腦預測,包括爆炸產生的鋰,氣體的噴射方式以及它的總化學成分,由望遠鏡觀測噴射氣體的實際成分。

斯塔菲教授使用電腦模擬爆炸,並與明尼蘇達大學、俄亥俄州立大學大型雙筒望遠鏡天文台和美國太空總署平流層紅外線天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy,縮寫:SOFIA)合作,獲取了有關新星爆炸的數據。

我們對恆星獲取能量的模型取決於對核聚變的理解,在該核聚變中,輕核與重核融合併釋放能量,我們需要知道在什麼恆星條件下我們可以期望核相互作用以及產生什麼樣的產物。過去的研究顯示,在新星爆發中會形成非常特殊的星塵顆粒組成,並且自形成以來一直保持不變。

【圖、文:節譯自物理學機構網頁】研究全文刊登在2020年5月27日出版的《天體物理學報》

發表評論

Verified by MonsterInsights