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國家天文臺等借助“心電圖”揭秘富鋰巨星

發布時間:2020/10/9編輯:Ma Liang 人氣:1867

  【阿儀網 實驗室動態】鋰元素是宇宙中最早產生的元素之一,但它在多種天體中的含量均與理論預測存在較大差異。鋰元素在恒星中的起源與演化一直困擾著天文學家,例如宇宙中有一種被稱為富鋰巨星的天體,其鋰元素含量超過恒星演化理論值的上千倍。針對這些天體中的鋰是如何產生的,天文學家一直在努力尋找答案。

  10月6日,《自然-天文》發布一項由我國天文學家主導的國際科研團隊關于富鋰巨星“真實身份”的研究成果。借助我國重大基礎科技設施LAMOST巡天數據、美國開普勒太空望遠鏡的星震數據,研究團隊通過監聽恒星的“心跳”,發現絕大多數富鋰巨星其實都是紅團簇星,而不是傳統上所認為的紅巨星。這一發現挑戰了傳統的恒星演化理論,有助于最終解開鋰元素的起源之謎。

  恒星如同人類一樣,有誕生、成長、衰老及死亡等過程。太陽就是一顆正處于青壯年時期的恒星。不過,隨著恒星不斷發光發熱,其內部物質會出現明顯的變化,并由此產生一系列改變。紅巨星和紅團簇星是恒星進入晚年后兩種不同階段,它們內部進行核反應的物質不完全相同,因此其結構和物理過程也具有顯著差異。如果僅從表面上看,天文學家很難判斷一顆恒星究竟是紅巨星還是紅團簇星。這是因為兩種恒星在溫度和光度方面相差無幾,就像我們很難判斷一位白發蒼蒼的老者到底是70歲還是80歲一樣,只能根據經驗進行一個大致的估計,但并不一定非常準確。

  長久以來,天文學家認為,紅巨星內部劇烈的對流為鋰元素的產生創造了可能的條件,因此大部分富鋰巨星應該是紅巨星。但該研究對此持懷疑態度,并通過我國LAMOST、日本昴星團等望遠鏡采集了大量富鋰巨星的光譜,借助開普勒太空望遠鏡對這些富鋰巨星的震動數據,得到截然不同的結論。研究團隊給恒星做了“心電圖”:星震就像是恒星的心跳,能夠傳遞恒星內部的真實信息,就算兩者表面上看起來差不多,但紅巨星和紅團簇星的心臟是不同的。研究發現,超過80%的富鋰巨星是紅團簇星,而且不同類型的富鋰巨星在鋰含量、恒星質量等多個方面均與傳統認知存在著顯著差別。

  研究認為,這些發現很難用傳統理論去進行解釋。由于內部物理環境不同,原有的理論并不適用于紅團簇星,需要盡快尋找到這一觀測現象的真實原因。該研究通過觀測數據檢驗了雙星合并產生富鋰巨星的理論,認為這是一種有潛力的方向。目前,國際上也提出了氦閃、雙星合并、特殊對流等不少新理論來解釋該問題,但尚無定論,下一步的關鍵是逐一檢驗這些理論,找到真相。

  該研究由一個中國主導,日本、法國、荷蘭、美國、澳大利亞等科研人員參與的國際團隊合作完成,中方參與單位包括中國科學院國家天文臺、云南天文臺,北京師范大學,中國科學院大學,北京大學等。多個望遠鏡的協同合作是取得成果的關鍵,除LAMOST、開普勒望遠鏡外,日本的昴星團望遠鏡、我國麗江觀測站的2.4米和1.8米望遠鏡均在觀測中發揮重要作用。

微信號:ayiwangapp17

(來源: 中國科學院科技產業網 )

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