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国家天文台研究团队联合日本天文学家发现锂丰度最高恒星

发表日期:2018-01-29来源:放大 缩小

  宇宙大爆炸核合成产生了三种元素——氢、氦、锂,它们的丰度是探知大爆炸之后几秒钟内宇宙物理状况的最可靠途径。中科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超高的贫金属星,对经典小质量恒星演化模型提出了挑战。该成果论文发表在近日出版的《天体物理学期刊快报》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,因此它们在演化初期(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。对于球状星团的系统观测验证了上述过程,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,人们陆续发现了十几颗锂含量超高的小质量红巨星,目前尚无完善的模型能解释这一现象,也没有系统的观测研究。 

  中科院国家天文台研究团队利用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。他们发现了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个太阳质量附近,比此前发现的锂超丰恒星要年老许多。尤其令人惊讶的是,这其中有五颗是亚巨星,也就是处于红巨星之前的演化更早期的恒星。这不仅是首次在银河系场星中发现此类天体,其中一颗的锂丰度更是超过了同类恒星100倍,刷新了目前观测到的恒星锂元素丰度纪录。他们的观测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非常重要的观测证据。《科学新闻》(Science News)也在第一时间报道了这一重要发现。 

贫金属星中锂丰度的分布。其中灰色和蓝色图标对应前人观测的银河系场星,绿色为球状星团,红色为此次LAMOST的观测发现。

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