我国科研人员利用LAMOST发现锂丰度最高的巨星,

2019-07-09 22:02栏目:奥门新萄京娱乐场
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原标题:我国科研人员利用LAMOST发现锂丰度最高的巨星

[video:20180807郭守敬望远镜发布光谱巡天重大成果:发现宇宙中锂丰度最高恒星]

左图:从上至下依次为富锂巨星的LAMOST光谱、APF高分辨率光谱和最佳轮廓拟合。其中蓝色为观测谱,绿色为普通巨星的对比光谱,红色为最佳拟合光谱。

8月7日,国际期刊《自然-天文》(Nature Astronomy)在线发表我国天文学家的一项重大发现,以中国科学院国家天文台科研人员为首的团队依托大科学装置郭守敬望远镜发现一颗奇特天体,它的锂元素含量约是同类天体的3000倍,这是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。

右图:已知的富锂巨星中锂丰度的对比。其中红色五角星为本工作所发现的富锂巨星,两个纵坐标分别为分别为Li/H和A(Li)。

锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素,一直以来它在宇宙和恒星中的演化都是天文领域的重要课题,然而当代天文学对锂元素的理解还具有很大局限性。富含锂元素的巨星十分稀有,但在揭示锂元素起源和演化上却具有重要意义。遗憾的是,过去30余年天文学家只发现极少量此类天体。

在国家自然科学基金项目(项目批准号:11390371,11603037,11473033,11490560,11505117,11573032和11605097)等资助下,以中国科学院国家天文台为首的科研团队依托我国大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)发现了一颗奇特天体,它的锂元素(Li)丰度约是同类天体的3000倍,这是目前人类已知锂元素丰度最高的巨星。这一研究成果以“The nature of the lithium enrichment in the most Li-rich giant star”(最富锂巨星中锂的增丰本质)为题,于2018年8月6日在Nature Astronomy (《自然· 天文》) 上发表。论文链接:

随着LAMOST落成和巡天计划的开展,其海量恒星光谱观测能力在天文基础研究中逐渐发力,在此次科学发现中发挥了至关重要的作用。这颗新发现的富锂恒星来自于银河系中心附近的蛇夫座方向,位于银河系盘面以北,距离地球约4500光年。国家天文台博士闫宏亮、研究员赵刚、研究员施建荣等人在取得这一重要发现的同时,与来自中国原子能科学研究院、北京师范大学等院所高校的科学家合作,对这颗奇特恒星开展了深入研究。他们发现,这颗恒星的锂元素很可能来自恒星内部的一种特殊的物质交换过程,并结合美国自动行星搜寻者望远镜的高分辨率光谱和中国原子能科学研究院最新的原子数据,通过模拟再现其内部经历的变化,从而对这颗恒星的锂元素丰度给出合理的解释。

锂元素是链接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素,一直以来它在宇宙和恒星中的演化都是天文领域的重要课题,然而当代天文学对锂元素的理解还具有很大局限性。巨星由于经历了第一次挖掘过程,其表面的锂丰度比其在矮星阶段降低了数十到百倍量级,因此在大部分巨星中,其锂丰度都低于其前身矮星。不过,1%的巨星表现出异常高的锂丰度,它们对揭示锂元素起源和演化具有重要意义。

这一发现改变了人类对天体中锂元素的认知,将国际上锂含量观测极限提高了一倍。同时,这项研究在理论上对锂元素合成和现有恒星演化理论提出了独树一帜的新观点。

这颗新发现的富锂恒星来自于银河系中心附近的蛇夫座方向,位于银河系盘面以北,距离地球约4500光年。国家天文台、中国原子能科学研究院和北京师范大学的科研人员合作研究发现,这颗恒星很可能正处于锂增丰事件的初期。科研人员发现这颗巨星位于红巨星的光度驼峰处(RGB-bump),再次确认了锂增丰和RGB-bump之间具有很强的联系。科研人员借助不对称对流模型和最新的原子核数据,通过模拟发现恒星可以通过Cameron Fowler(卡梅隆-福勒)机制产生丰度在4.0以上的锂元素,并且给出了这颗恒星在锂增丰时内部的细节信息。同时,科研人员考虑了通过吞噬行星、吸积伴星物质等方式使自身Li增丰的可能性,但数据中没有任何显著迹象表明这颗恒星曾经经历过类似的事件。通过对这颗富锂巨星的研究,他们认为巨星完全可以凭借7Be转运的机制通过自身形成大量的7Li,此研究同时在观测和理论上对富锂巨星中的Li增丰给出了比以往研究都更强的限制。

这一成果是我国大型科学装置在前沿基础学科取得突破性进展的又一实例,也是基础研究领域跨学科深入推进合作研究的一次成功尝试。

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