星海寻“锂”

　　众里寻她千百度，蓦地回顾，那“星”却在“灯火”阑珊处。克日，以中国科学院国度天文台为首的科研团队公布：依托大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)发明一颗奇异天体——其绝对锂品高达4.51(相称于太阳中锂含量的3000倍)。

　　那么，这一发明有何意义？请听发明者们娓娓道来。

　　据科研团队先容，这颗奇异天体“居住”在银河系中央四周的蛇夫座，间隔地球约4500光年，其质量不敷太阳的1.5倍，锂元素含量却是太阳的3000倍。云云高含量的锂元素，让科学家们不禁为之着迷。

　　简朴而庞大的锂元素

　　锂元素固然轻若鸿毛，却成绩了当代科技革命，到处可见它的身影；别的，它照旧毗连宇宙大爆炸、星际物质和恒星的要害

　　提起锂，各人并不生疏。它是元素周期表中的3号元素，布局简朴，紧随氢和氦，排在化学元素周期表的第3位。固然轻若鸿毛(轻到可以漂泊在水面上)，却成绩了当代科技革命。

　　小得手机、平板电脑，大到无人飞行器、电动汽车，都在利用锂电池供电。美国一家公司乃至乐成将锂电池模组并入到纽约电力网络中，用来满意纽约市民用电岑岭的需求。除此之外，锂元素还被大量应用于航空航天、国防军工等范畴。

　　不但“接地气”，这个简朴而实用的锂元素照旧毗连宇宙大爆炸、星际物质和恒星的要害。不停以来，它在宇宙和恒星中的演化始终困扰着天下各地的科学家。“大爆炸产生了宇宙中最初的3种元素，分别是氢、氦和锂，而诞生于宇宙初期的陈腐恒星保存了这些‘原质料’。”发明者之一、中国科学院国度天文台博士闫嘹亮说，粒子物理学家们通过盘算，可以推断每种元素毕竟产生了几多。实践证实，氢、氦和观察到的数目根本符合，只有锂元素除外：在陈腐恒星中观察到的锂，其含量只有盘算预期值的一半。

　　再好比，根据以往科学家们对恒星的明白：犹如人类一样，恒星会履历诞生、发展、朽迈、殒命等历程。而巨星(恒星演化后期)阶段是恒星老年的开始，险些任何一颗恒星都要履历如许一个阶段。在尺度恒星模子中，恒星在诞生的时间都是含锂的，但演化到巨星阶段，它会把亲身身的锂元素“消化”掉，成为一个在外貌上险些探测不到锂元素的天体。但不久，另一个狐疑随之而来：颠末旷日长期的天文探索，科学家们发明，巨星中存在一些锂含量高的“异类”。这就是厥后人们经常提及的富锂巨星。

　　1981年，天文学家乔治·沃勒斯坦和克里斯·斯奈登使用一架小望远镜初次发明了一颗特别的恒星——它的光谱非常奇异，在本不应有谱线的地方出现了一条很强的锂线。这个特别的天体很快引起各人的存眷，不久，科学家们赐予了它一个贵族式的名字——富锂巨星。

　　茫茫宇宙中“捞针”

　　富锂巨星约莫仅占巨星数目的0.5%至1%，因“在展现锂元素劈头和演化上具有紧张意义”，人类探索的脚步从未放慢

　　为弄清富锂巨星的来龙去脉，科学家们在众多的宇宙中开始搜集这类天体样本。然而实际让人大跌眼镜：他们发明，富锂巨星的数目约莫仅占巨星的0.5%至1%。近40年来，全天下科学家们费尽心机地探求，也仅仅发明了3个锂品凌驾4.0，相称于太阳中锂含量1000倍的富锂巨星。

　　在茫茫宇宙中征采富锂巨星难度之大，闫嘹亮形容为“星海里捞针”。但人类探索的脚步并未就此放慢，来由是“固然富含锂元素的巨星非常有数，但在展现锂元素劈头和演化上具有紧张意义”。

　　瞻仰星空，解码未知宇宙。2009年，我国亲身主计划制作的郭守敬望远镜(LAMOST)竣工，很快投入利用。它突破了天文望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈，成为现在天下上口径最大的大视场望远镜。因此，大样本统计与探求奇特天体，成为郭守敬望远镜的两大“定位”。

　　“犹如人类的指纹，每个天体所含元素差别，对应光谱也各不雷同。LAMOST同时具备大视场和大口径的上风，能以每年凌驾百万光谱的速率巡天观察。我们盼望，能通过这些海量光谱数据探求到富锂巨星。”中国科学院院士、LAMOST运行和生长中央总工程师崔向群说。

　　凭据闫嘹亮的表明，科研职员在最初探求富锂巨星时，重要是凭据光谱。“由于光谱里含有谱线，每一种元素都市有相应的谱线与之对应。”

　　韶光不负情深。随着LAMOST巡天筹划的开展，其海量恒星光谱观察本领在天文底子研究中渐渐显现——终极，科研职员在LAMOST海量的光谱数据中发明了一条稀有光谱，确定其来亲身于一颗锂品非常高的恒星。

　　颠末进一步跟踪观察，科研职员发明，这颗奇异恒星的质量不敷太阳的1.5倍，半径约为太阳的15倍，是一颗典范的巨星。接着，他们对其锂品举行了准确丈量，发明这颗恒星绝对锂品高达4.51，相称于太阳中锂含量的3000倍，是现在人类已知的锂元素含量最高的巨星，称得上“奇珍异宝”。

　　“这颗奇异恒星的发明革新了人类对天体中锂含量的认知，将国际上富锂巨星的锂含量观察极限进步了一倍，它将作为一个奇特的样本在以后的科学研究中连续发挥代价。”闫嘹亮表现。

　　奇异星体是怎样炼成的

　　科学家深入研究发明，这颗恒星的锂元素很大概来亲身其内部的一种特别物质互换历程

　　这颗奇异星体毕竟是怎样形成的？天文学家们曾提出过一些风趣的料想。一种假想是，富锂巨星大概诞生于一次劫难级变乱，好比恒星吞噬了亲身己的行星。这种貌似只有好莱坞大片中才有的情节，在闫嘹亮看来，并不稀有。由于，锂元素具有易斲丧的特性，“这种元素在行星中反而更轻易稳固存在，以是恒星吞噬了亲身己的行星并攻克了本来属于行星的锂，并非毫无凭据”。

　　不外，凭据中国科学院国度天文台最新披露的数据，这一推测并不建立。闫嘹亮说，这颗巨星的锂含量着实是太高了，基础无法用吞噬行星来表明——纵然根据最好的环境来算，由吞噬得到的锂也不会凌驾这颗恒星中锂含量的二百分之一。

　　那么，这些锂来亲身那边？国度天文台与中国原子能科学研究院等机构的科学家对这颗奇异恒星继承开展深入研究发明，这颗恒星的锂元素很大概来亲身恒星内部的一种特别的物质互换历程，并在理论上对锂元素合成和现有恒星演化理论提出了新看法：产生极高含量的锂元素很大概必要借助一种特别的不对称对流，只有在它的资助下，由巨星形成的铍元素才气快速搬运到恒星外貌，让它在比力低温的地区酿成稳固存在的锂。

　　“数值模仿表明，借助不对称对流，产生云云高的锂是完全有大概的。”在闫嘹亮看来，关于富锂巨星的形成缘故原由不停众口纷纭，我国科学家在理论上对锂元素的合成和恒星演化理论提出独树一帜的新看法，在肯定水平上改变了人们对富锂巨星的传统认知。

　　这颗富锂巨星的发明，究竟上只是LAMOST“牛刀小试”。

　　使用LAMOST数据的大样本上风，科学家们重新熟悉了银河系主体部门——银盘的巨细。银盘是恒星、灰和睦体构成的扁平盘，在银河系可探测到的物质中，有九成都在银盘范畴以内。原来，科学家们以为银盘的半径约为5万光年，但现在推测，半径在10万光年左右。这一结果使天文学家开始重新审阅星系形成及宇宙演化的一样平常纪律。

　　LAMOST还改写了银河系晕的布局特性。新的数据发明，银河系晕为内扁外圆的新布局，这颠覆了前人关于恒星晕是一个轴比稳定的扁球体的推测，对付明白银河系恒星晕的形成汗青和演化提出了新的挑衅。

　　大哥的贫金属星就像化石一样记载了宇宙化学演化的最初汗青，对它们的阐发，可以实现对第一代恒星和早期宇宙本质的“恒星考古”。对此，天文学家在郭守敬望远镜光谱中已发明万余颗金属含量低于太阳百分之一以致万分之一的贫金属星，构建了现在天下上最大的、得当现有大望远镜跟踪观察的“宇宙化石”样本。

　　别的，准确估算了上百万颗恒星的年事；丈量近6000颗类太阳恒星的磁运动指数，证明太阳有发作超等耀斑的大概；初次丈量了近700颗系生手星的轨道偏爱率，发明太阳系在宇宙中具有肯定代表性，有助于探求“第二个地球”；发明了新的太阳系生手星族群——热海星……

　　LAMOST光谱巡天现在仍在继承。将来，人类是否可以或许发明锂含量更高的“锂富豪”天体？锂元素留下的种种谜团终极可否解开……我们拭目以待。