与生俱来还是意外之财?这些恒星为何多点锂
茫茫宇宙之中,似乎有极少数的小质量恒星不知道从什么神秘的地方得到了一些多余的锂元素,使自己成为了极其稀有但却非常重要的一类恒星——锂超丰恒星。最近中日天文学家利用郭守敬望远镜(LAMOST)和斯巴鲁望远镜(Subaru)合作发现了其中的十二颗。这些小质量的锂超丰恒星着实给理论学家出了个难题。
物以稀为贵的锂元素
宇宙中所有的锂,甚至于地球上最具开采潜力的、位于南非的锂矿中的锂,全部都来自于大爆炸的那一刻。倘若没有原初核合成产生的看似微量的锂,今天的我们甚至都用不上轻便高效的锂电池。
大爆炸之后的宇宙就像一锅滚烫的装满了各种微小粒子的浓汤,在其迅速膨胀和冷却的过程中仅用了三分钟就完成了元素合成的第一阶段:依次产生了氢原子、重氢(氘)、氦核和极少量的锂。对于维持生命来说至关重要的碳氮氧等其他更重的元素,也就是天文学上所谓的“金属”元素都是在恒星内部经过随后的数十亿年时间逐步合成的。这也是大爆炸标准核合成理论的基本出发点。
由此可见,无论对于恒星物理或者标准宇宙学,锂都是一个非常重要但是难以测量的元素。尤其对于锂元素而言,并不存在真实的化学演化。因为宇宙中所有的锂,甚至于地球上最具开采潜力的、位于南非锂矿中的锂,全部都来自于大爆炸的那一刻。倘若没有原初核合成产生的看似微量的锂,今天的我们甚至都用不上轻便高效的锂电池。
银河系中的第一代恒星就诞生在原初的“零金属”环境中,因此形成于宇宙早期的、年老的恒星通常都具有与宇宙原初相似的化学组分——只含有极少量的金属(贫金属)和极少量的锂。显而易见,贫金属星中探测到的锂与原初合成锂的过程息息相关。