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鋰和氫、氦是目前已知的在宇宙早期大爆炸中最早產(chan) 生的三種元素。原來科學家們(men) 猜測，恒星在不斷演化中，鋰元素會(hui) 越逐漸消失。但近年來的觀測卻否定了這個(ge) 假設——不少富鋰恒星被發現。四十年來，這個(ge) 謎題一直困擾著科學家。
中國科學院國家天文台趙剛研究員團隊及國際合作者，利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）光譜數據及國際GALAH巡天數據發現，類太陽恒星經過氦閃後普遍可以產(chan) 生鋰元素，解開了類太陽恒星的富鋰之謎。這一成果發表在北京時間7月6日晚出版的學術期刊《自然·天文》上。
絕大多數鋰的起源可以追溯到大約138億(yi) 年前發生的宇宙大爆炸，指向了宇宙的起源。因此，一直以來，鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質和恒星的關(guan) 鍵元素，對鋰元素的研究是宇宙和恒星演化的重要課題。
趙剛解釋，宇宙大爆炸時期的鋰含量小幅增長，主要是由於(yu) 高能宇宙射線轟擊星際介質中較重的原子核，如碳和氧，將它們(men) 分裂成較小的原子，如鋰。由於(yu) 鋰在恒星內(nei) 部相對較低的溫度下參與(yu) 核反應，再經過與(yu) 外部大氣的混合，因此，研究人員普遍認為(wei) 最初的鋰元素會(hui) 在恒星生命周期中消失。
早期的一些觀測結果也支持了這個(ge) 結論，比如太陽和地球的組成元素高度相似，且被認為(wei) 幾乎同時形成，但太陽中的鋰含量卻比地球中的鋰含量低了100倍。然而，隨著觀測技術的進步，人們(men) 陸續發現，部分類太陽恒星（在銀河係中大約占1/100）大氣中的鋰含量非常高，在某些情況下，甚至比理論模型預測高出10萬(wan) 倍。
研究人員介紹，研究團隊係統地研究了晚期類太陽恒星中鋰豐(feng) 度異常升高的現象。令人驚訝的是，類太陽恒星經過氦閃後鋰豐(feng) 度異常升高的現象極為(wei) 普遍。
氦閃，是類太陽恒星中的一個(ge) 標誌性事件——在恒星演化的晚期，其核心不斷積累氦元素，並導致溫度和壓力持續上升。這個(ge) 巨大的氦核最終被點燃，發生劇烈失控的核燃燒，就像在恒星內(nei) 部引爆了一顆氦原子彈，在幾分鍾內(nei) 釋放出相當於(yu) 整個(ge) 銀河係的能量。
理論模型預測經曆此階段的恒星鋰含量應該非常低，但實際上，觀測卻發現這些恒星的鋰含量平均高出理論預測值的200多倍。研究人員表示，這表明類太陽恒星通過氦閃產(chan) 生了新的鋰元素。在此基礎之上，研究提出了一個(ge) 新的標準來鑒別被稱為(wei) “富鋰巨星”的天體(ti) 。照此標準，人們(men) 在過去40年間所發現的富鋰巨星可能隻是宇宙中的冰山一角。研究團隊負責人、論文共同通訊作者趙剛研究員說：“對我們(men) 而言，下一步研究的關(guan) 鍵是了解鋰在氦閃和混合機製之間的核聚變，其中依然包含很多未解之謎。”
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