類太陽恒星會產生鋰元素嗎?它發(fā)生在恒星演化的哪個階段?來自中國科學院國家天文臺等國內外單位的研究人員，利用郭守敬望遠鏡(LAMOST)光譜數(shù)據(jù)及國際GALAH巡天數(shù)據(jù)首次發(fā)現(xiàn)類太陽恒星經(jīng)過氦閃后普遍可以產生鋰元素。相關研究成果7月6日在線發(fā)表于《自然·天文》雜志上。

鋰通常用于現(xiàn)代通信設備和運輸行業(yè)，手機、平板電腦、電動汽車等都使用鋰電池供電。此外，鋰元素還被大量應用于航空航天、國防軍工等領域。

但是，你是否想過，鋰元素從何而來?

“絕大多數(shù)鋰的起源可以追溯到同一個事件，那就是大約138億年前發(fā)生的宇宙大爆炸，也就是宇宙的起源。”論文第一作者、中科院國家天文臺庫馬爾博士說。鋰是目前已知的在宇宙早期大爆炸中最早產生的三種元素之一，另外兩種是氫和氦?？梢哉f，鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質和恒星的關鍵元素，對鋰元素的研究是宇宙和恒星演化的重要課題。

與其他元素不同，研究人員普遍認為鋰元素將會在恒星中逐漸消失。這是因為鋰可以在相對較低的溫度下(250萬度)參與恒星內部的核反應，經(jīng)過與外部大氣的混合后，最初的鋰就會在恒星生命周期中消失。比如，太陽和地球的組成元素高度相似，且被認為幾乎同時形成，但太陽中的鋰含量卻比地球中的鋰含量低了100倍。

隨著觀測技術的進步，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，部分類太陽恒星大氣中的鋰含量非常高，在某些情況下，甚至比理論模型預測高出10萬倍。到底什么原因導致了類太陽恒星中鋰含量異常升高?這個問題在過去40年里一直困擾著研究人員。

借助GALAH、LAMOST和GAIA巡天數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)了類太陽恒星經(jīng)過氦閃后鋰豐度異常升高的現(xiàn)象極為普遍。在恒星演化的晚期，其核心不斷積累氦元素，并導致溫度和壓力持續(xù)上升，這個巨大的氦核最終被點燃，發(fā)生劇烈失控地核燃燒，就像在恒星內部引爆了一顆氦原子彈，在幾分鐘內釋放出相當于整個銀河系的能量。這個現(xiàn)象被研究人員稱為氦閃。

“理論模型預測經(jīng)歷此階段的恒星鋰含量應該非常低，但實際上，觀測卻發(fā)現(xiàn)這些恒星的鋰含量平均高出理論預測值的200多倍，這表明類太陽恒星通過氦閃產生了新的鋰元素。”庫馬爾說，同時，由于氦閃是類太陽恒星演化過程中必然會經(jīng)歷的過程，因此類太陽恒星經(jīng)過氦閃后普遍會產生鋰元素。

“這項研究首次提出氦閃是導致類太陽恒星鋰豐度異常升高的重要機制，對我們而言，下一步研究的關鍵是了解鋰在氦閃和混合機制之間的核聚變，這里依然包含著很多未解之謎。”論文共同通訊作者、中科院國家天文臺研究員趙剛說。

關鍵詞： 鋰