极贫金属星是研究早期宇宙、银河系演化、和第一代恒星性质的重要探针。近日，由中国科学院国家天文台赵刚院士和闫宏亮研究员领导的国际研究团队，对100余颗极贫金属星（金属丰度低至−4.3 dex）开展了系统性的非局部热动平衡（NLTE）丰度分析。在该系列研究中，研究团队重新审视了贫金属星“锂平台”（也称为Spite Plateau）的性质，发现这一被广泛认为反应宇宙大爆炸原初锂丰度的平台并不是“平坦”的，而是随金属丰度的增加而升高（图1），表明宇宙早期可能一直存在一种锂的产生机制。这一发现对宇宙锂问题提出了新的见解，原初锂丰度可能并不“原初”，而是来自于银河系后天锂形成与锂消耗相互竞争平衡的结果。
图1:A(Li) vs.[Fe/h]，色标表示有效温度。图中展示了本研究样本与已有文献数据的综合结果，蓝色和绿色的线分别对应不同金属丰度区间的拟合结果，其中实线代表拟合曲线，虚线代表拟合误差。结果显示两个金属丰度区间斜率趋势一致，均呈现微弱正相关。
研究团队利用了从LAMOST巡天中所筛选出的103颗极贫金属星（图2），通过 Subaru/HDS 进行了高分辨率（R≈36,000）光谱观测。这一样本包含从主序星到水平分支星的各个演化阶段，覆盖从-4.3至-1.5较宽的金属丰度区间，是当前最具代表性的高分辨率极贫金属星样本之一。
图2:极贫金属星样本在H-R图中的分布，色标按金属丰度分档。实线和虚线分别代表两种典型金属丰度的等时线。
利用NLTE丰度分析，研究团队精确测定了样本恒星中的锂丰度。该工作对锂平台恒星（6000 K < Teff < 6500 K，log g ≥ 4.0）的A(Li)–[Fe/H] 关系进行了线性拟合。综合本系列工作研究数据与已有文献数据后发现（图1），经典锂平台区（[Fe/H] > −2.6）和锂平台“断裂区”（meltdown，[Fe/H] < −2.6）的平均锂丰度虽略有差异，但整体变化趋势相近，均与[Fe/H]呈现微弱正相关（斜率分别为 0.20 和 0.14）。这一结果表明锂平台可能不是严格意义上的“平台”，在较低金属端也没有明显的“断裂”，而是随金属丰度的增加呈现缓慢抬升的趋势。该趋势可能暗示银河系早期存在额外的锂元素形成机制，“平台”可能是锂产生和消耗的动态平衡产物，因此不能简单地将其视为原初锂丰度的直接代表。
在基于 NLTE 的极贫金属星锂丰度研究中，该工作是迄今规模最大、金属丰度覆盖最广的系统性分析，为理解锂平台及相关争议提供了新的观测依据和视角。成果以“A Systematic NLTE Study of Very Metal-Poor Stars with Metallicity Down to −4.3 dex. II. Lithium Abundance and New Insight to the Lithium Plateau” 为题发表于《The Astrophysical Journal》。中国科学院国家天文台闫宏亮研究员为文章第一作者，并与赵刚院士共同担任通讯作者。
文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae6f08/pdf
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