新華網(wǎng)北京8月7日電(王瑩)記者從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉,由其帶領(lǐng)的科研團隊依托大科學(xué)裝置郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)發(fā)現(xiàn)一顆奇特天體,它的鋰元素含量約是同類天體的3000倍,絕對鋰豐度高達(dá)4.51,是目前人類已知鋰元素豐度最高的恒星。這一重要天文發(fā)現(xiàn)于北京時間8月7日凌晨,在國際科學(xué)期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)上在線發(fā)布。
科研人員介紹,此次發(fā)現(xiàn)的奇特天體,是一顆富鋰巨星,名為TYC429-2097-1。何為富鋰巨星?科研人員解釋,在宇宙天體中,恒星如同人類一樣,會經(jīng)歷誕生、成長、衰老、死亡。巨星階段是恒星暮年的開始,幾乎任何一顆恒星都要經(jīng)歷這樣一個階段。在標(biāo)準(zhǔn)恒星模型中,恒星在巨星階段會把自身的鋰元素“消化”掉,成為一個在表面上幾乎探測不到鋰元素的天體。
這樣的預(yù)言在相當(dāng)長一段時間內(nèi)都被認(rèn)為是正確的。直到1981年,天文學(xué)家利用一架小望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆特殊的恒星,它的光譜非常奇特,在本不該有譜線的地方發(fā)現(xiàn)了一條很強的鋰線。他們覺得這種現(xiàn)象極為罕見,也無法給出確切的解釋。這種特殊的天體很快成為大家關(guān)注的焦點,人們稱之為富鋰巨星。
“富鋰巨星的數(shù)量非常少,大概只占巨星的0.5%—1%左右”,國家天文臺助理研究員閆宏亮介紹,搜尋富鋰巨星的工作如同星海撈針,非常困難,在這一背景下,我國自主設(shè)計建造的郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)大規(guī)模巡天的開展,為搜尋富鋰巨星提供了寶貴機遇。
閆宏亮介紹,此次利用LAMOST發(fā)現(xiàn)的這顆富鋰巨星,來自于銀河系中心附近的蛇夫座方向,位于銀河系盤面以北,距離地球約4500光年,其質(zhì)量為太陽的1.5倍,半徑約為太陽的15倍。
圖為富鋰巨星與太陽對比的想象圖。(國家天文臺供圖)
這顆富鋰巨星是如何產(chǎn)生的?對此,閆宏亮解釋說,一般而言富鋰巨星的形成有兩種方式:一種是恒星吞噬了自己的行星并“霸占”了原本屬于行星的鋰;另一種則認(rèn)為這些鋰元素來自恒星內(nèi)部。
經(jīng)過對這顆奇特恒星開展深入研究,科研人員發(fā)現(xiàn),這顆恒星的鋰元素很可能來自恒星內(nèi)部的一種特殊的物質(zhì)交換過程,并結(jié)合美國自動行星搜尋者望遠(yuǎn)鏡(APF)的高分辨率光譜和中國原子能科學(xué)研究院最新的原子數(shù)據(jù),通過模擬再現(xiàn)其內(nèi)部經(jīng)歷的變化,從而對這顆恒星的鋰元素豐度給出合理的解釋。
此次發(fā)現(xiàn)有什么重大意義?對此,國家天文臺LAMOST運行和發(fā)展中心主任趙剛指出,這顆奇特恒星的發(fā)現(xiàn)刷新了人類對天體中鋰豐度的認(rèn)知,將國際上的鋰豐度觀測極限提高了一倍,它將作為一個獨特的樣本在以后的科學(xué)研究中持續(xù)發(fā)揮價值。同時,這項研究在理論上對鋰元素合成和現(xiàn)有恒星演化理論提出了獨樹一幟的新觀點。
記者了解到,2012年9月至2017年6月,LAMOST開展了第一期光譜巡天觀測,一期巡天共發(fā)布光譜901萬條,其中高質(zhì)量光譜(信噪比大于10)777萬條,確定534萬組恒星光譜參數(shù)。此次發(fā)現(xiàn)的富鋰巨星,正是一期巡天觀測中取得的重大成果。