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          科研動態

          研究人員利用LAMOST數據發現九顆罕見的超富鋰矮星

          發布時間:2022-07-04

            近期,國家天文臺施建榮研究員領導的科研團隊基于LAMOST中分辨率光譜,一次性發現了九顆鋰元素含量極端高的尚未演化的恒星,即超富鋰矮星。其中一顆超富鋰矮星的鋰元素含量達到太陽的31倍(4.8 dex),這刷新了此類恒星的鋰元素含量紀錄。在此之前,天文學家僅發現過四顆類似的超富鋰矮星。該研究成果在揭示超富鋰矮星中鋰元素的起源與演化機制等方面具有重要的科學意義,同時也是LAMOST在前沿基礎研究中取得的一項重要發現。該成果已發表在國際天文期刊《天體物理學雜志快報》ApJL,2022,929,L14)上。 

            鋰元素是連接宇宙大爆炸、星際物質和恒星的關鍵元素,一直以來它在宇宙和恒星中的演化都是天文領域的重要課題,然而當代天文學對鋰元素的理解還具有很大局限性。之前,天文學家發現在極少數已經演化過的恒星中存在鋰元素含量異常高的現象,也就是富鋰巨星。過去幾年,LAMOST在富鋰巨星研究方面取得了一系列突破性進展,發現了一萬余顆富鋰巨星,加深了人類對此類稀有天體以及巨星中鋰元素演化的認知。富鋰巨星的存在表明在恒星演化過程中存在未知的機制可以顯著改變恒星表面的鋰含量。然而,該研究成果中這九顆奇特的超富鋰矮星表明,不僅僅是巨星,極少數尚未演化的矮星也表現出了鋰含量異常高的現象,這九顆超富鋰矮星的鋰元素含量都要比太陽中的鋰含量至少高三倍以上,這意味著這些恒星可能形成于比太陽附近鋰含量更高的環境中,也可能是某種特殊機制增加了恒星表面的鋰含量。 

              

            屬于尚未演化的黃矮星的太陽示意圖 

            這種還沒有演化到巨星階段的超富鋰矮星十分罕見,過去天文學家僅僅發現了四顆,因此對它們的形成機制也知之甚少。對于此類尚未演化到巨星的超富鋰矮星的形成機制一直存在很大爭議,天文學家認為有如下幾種可能性:1.原子擴散;2.恒星吸積了周圍的富鋰物質;3.恒星處于雙星系統中,與伴星之間的相互作用引起了鋰元素含量異常高的現象等。 

            此次,研究人員充分發揮了LAMOST多目標中分辨率光譜巡天優勢,一次性發現了九顆新的超富鋰矮星。在研究過程中,研究團隊考慮了非局部熱動平衡效應對鋰豐度的確定影響,結合LAMOST光譜及美國TESS空間望遠鏡的時序測光數據,結果顯示其中七顆超富鋰矮星擁有高的自轉速度,均在9公里每秒以上,其中三顆存在著周期性光變,還有一顆處在雙星系統中。這些觀測證據表明,對多數超富鋰矮星來說,吸積周圍富鋰物質可能是它們鋰元素含量異常增高的主要機制,但是也不排除少數是雙星相互作用的結果。 

            這項工作由國家天文臺主導,南京天光所、北京師范大學以及北京大學單位合作共同完成。 

            論文鏈接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac63a5。 

             

            圖為9顆新發現的超富鋰矮星的鋰元素含量示意圖 

             


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