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国家天文台等发现锂丰度最高恒星

2018.2.07

　　宇宙大爆炸核合成产生了氢、氦、锂三种元素，这三种元素的丰度是探知大爆炸之后几秒内宇宙物理状况的最可靠途径。近日，中国科学院国家天文台天体丰度研究团队与日本天文学家合作，利用郭守敬望远镜（LAMOST）巡天数据及其后续观测，发现了一批锂元素含量异常高的贫金属星。该研究对经典小质量恒星演化模型提出了挑战，相关研究成果发表在《天体物理学杂志快报》上。

　　年老的小质量贫金属星在其大气中保留了大爆炸核合成产生的原初物质，它们在演化初期（变成红巨星之前）几乎拥有相同的常数锂丰度。随着恒星演化到达红巨星支，挖掘过程会将核心物质与表面大气混合，从而稀释其表面的锂含量，使恒星的锂丰度降低一个量级以上。研究者通过对球状星团的系统观测验证了上述过程，同时也表明了小质量恒星结构与演化模型的成功。但随着银河系恒星观测数据的大量积累，十余颗锂含量超高的小质量红巨星相继被发现，目前尚无完善的模型能够解释这一现象，也无系统观测研究。

　　该研究利用LAMOST以及斯巴鲁望远镜首次对锂超丰的贫金属星进行了系统搜寻，发现了12颗金属丰度不到太阳1%、但锂含量高出同类恒星一个量级以上的贫金属星。这些恒星的质量大多在0.8个太阳质量左右，比此前发现的锂超丰恒星更要年老；其中有5颗是亚巨星，即处于红巨星之前的演化更早期的恒星。这是首次在银河系场星中发现此类天体，且其中1颗锂丰度超过同类恒星100倍，刷新了目前观测到的恒星锂元素丰度纪录。该研究为修正和完善低光度恒星锂增丰机制以及经典小质量恒星演化模型提供了重要观测证据。