說到鋰元素，現代人并不陌生，無論是智能手機、平板電腦，還是無人機、電動汽車，都在使用鋰電池供電。

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但這個現代感十足的元素其實幾乎和宇宙一樣古老。

鋰元素是宇宙中最早產生的元素之一，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。

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。

近日，《自然—天文學》發表了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重要成果。

通過監聽恒星的“心跳”，研究人員發現絕大多數富鋰巨星并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，對最終解開鋰元素起源之謎至關重要。

天文學家通過監測恒星的“心跳”和分析它們的光譜揭秘富鋰巨星的真實身份。

圖片來源：喻京川/北京天文館

14億輛特斯拉的星際旅行

鋰元素在宇宙誕生后的20分鐘內就出現了，作為構成當今物質宇宙的基本元素之一，它連接了宇宙的過去與現在。

但是，鋰元素在宇宙中很多天體內的含量卻與理論表現出較大差異，一直困擾著天文學家。

富鋰巨星就是這種矛盾的一個典型例子。

例如，由中國郭守敬望遠鏡（LAMOST）發現的富鋰巨星“王者”，其鋰含量超過太陽3000倍之多。

據測算，如果使用含鋰量與這顆恒星相同的鋰電池供電，可以讓14億輛特斯拉電動車“開”到任何一個人們在夜空中能看到的恒星處，來一趟說走就走的星際穿越。

這些富鋰巨星的巨額鋰元素究竟來源于哪里？考慮到鋰元素的起源、演化與宇宙中各類尺度的天體息息相關，天文學家相信，這其中很可能涉及對恒星演化理論和標準恒星模型的挑戰，因此天文學家一直試圖揭開它們的神秘面紗，弄清大量的鋰元素究竟從何而來。

恒星在演化到生命晚期階段時，會經歷一個“發福”的過程，因此它們和太陽這樣處于青壯年的恒星相比，身形巨大得多，稱為“巨星”。

科學界對富鋰巨星的演化階段一直存在多種說法，傳統上一般認為，小質量富鋰巨星多數屬于紅巨星。

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條件，因此大部分富鋰巨星應該是紅巨星。

但這就是正確答案嗎？

“裝嫩”的富鋰巨星

其實，隨著恒星的繼續演化，紅巨星中心的氦會積攢得越來越多，壓力和溫度也越來越高。

終于在某個瞬間，氦核被點燃了。

一個穩定燃燒的新心臟出現，恒星進入了一個嶄新的階段——紅團簇星。

紅巨星和紅團簇星從表面上看長得幾乎完全相同，但年齡相差可達百萬年。

“這兩種恒星在溫度和光度方面相差無幾，天文學家從表面上很難判斷。”

該團隊主要領導者之一、中科院國家天文臺研究員趙剛說，“這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，但并不一定準確。”

他們決定“摸”到富鋰巨星的內部去一探究竟。

通過我國LAMOST、日本昴星團等望遠鏡，科研團隊采集了大量富鋰巨星的光譜，并借助開普勒太空望遠鏡采集這些富鋰巨星的振動數據，得到了截然不同的結論。

論文第一作者、中科院國家天文臺副研究員閆宏亮說：“我們給恒星做了個‘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%的富鋰巨星根本不是人們之前所認為的紅巨星，它們的真實身份是更加晚年的“紅團簇星”。

原來，這些宇宙“大電池”在過去的數十年里一直在“裝嫩”。

這對先前的理論研究提出了巨大的挑戰。

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顯著不同，原有的基于紅巨星的理論顯然并不適用于紅團簇星。

“這些發現很難用傳統理論去解釋。”中科院國家天文臺研究員施建榮評論稱，“由于內部物理環境不同，原有的理論并不適用于紅團簇星，我們需要盡快尋找到這一觀測現象的真實原因。”

前途光明的星震學

在該項研究中，恒星“心跳”監測技術起到了決定性的作用。

恒星的“心跳”來自于恒星的震動——星震。

那么，恒星的“心跳”到底是怎樣的？星震學又是如何通過恒星的“心跳”了解真相呢？

以太陽為例，其實它每時每刻都在“低聲細語”。

雖然科學家并不能夠真的“聽到”太陽的聲音，但這些噪聲會使太陽亮度發生微小的變化。

所以只要記錄亮度的變化，就可以知道太陽是如何振動的了。

就像人類的心跳一樣，恒星的振動也代表著它身體內部的信息，這些內部信息是其他常規方法無法獲取的，而星震的方法就如同醫生的聽診器一樣傾聽著恒星的“心跳”。

閆宏亮介紹，不同演化階段的恒星在振動頻率上有著明顯的差異。

紅巨星和紅團簇星由于不同的燃料和能量傳輸形式，它們的“心臟”跳動有著十分顯著的區別。

一般來說，“小年輕”紅巨星的“心跳”更快一些，而上了“年紀”的紅團簇星“心跳”則相對遲緩。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01217-8

《中國科學報》 (2020-10-21 第1版 要聞)

—THE END—

編輯?∑Gemini

作者 |?丁佳

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的原来它一直在“装嫩”｜“心电图”揭秘富锂巨星真实年龄的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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