中国天文学家破解恒星演化之谜：从超铁元素合成到红巨星锂增丰

中国天文学家破解恒星演化之谜：从超铁元素合成到红巨星锂增丰

引用

中国科学院

等

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来源

1.

https://www.cas.cn/syky/202408/t20240827_5029975.shtml

2.

https://www.ynao.cas.cn/xwzx/kyjz/index_2.html

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https://new.qq.com/rain/a/20241016A05BDR00

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https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E6%96%B0%E6%98%9F

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https://www.kmb.ac.cn/kyjz/202404/t20240416_7103401.html

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https://mparticle.uc.cn/article_org.html?uc_param_str=frdnsnpfvecpntnwprdssskt#!wm_cid=665986204553972736!!wm_id=0b13e57adb59449aad4b2b211fe155f8

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https://www.cpsjournals.cn/index/news/detail/51290

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http://www.csa.spacechina.com/n2489262/n2489292/c4100498/content.html

2024年8月，中国科学院近代物理研究所发表了一项突破性研究，提出了超铁元素核合成的新机制。这一发现不仅揭示了宇宙中重元素的产生之谜，也为理解红巨星演化提供了新的视角。

研究团队发现，在一个双星系统中，当红超巨星吞噬中子星时，会引发一种特殊的超新星爆发——共有包层喷射流超新星（CEJSNe）。这种爆发产生的高温高密环境，为快中子俘获过程（r-过程）提供了理想条件，从而合成大量的超铁元素。

这一发现的重要性在于，它解释了宇宙中重元素的来源问题。此前，科学家们已经知道恒星内部的核聚变可以产生直到铁的元素，但更重的元素（即超铁元素）的产生机制一直是个谜。新研究指出，CEJSNe是目前已知最强的超镧元素合成场所，这对于理解宇宙化学演化具有重要意义。

与此同时，云南天文台在红巨星研究中也取得了重要进展。研究人员发现，大约百分之一的红巨星表现出异常高的锂丰度，这与标准恒星演化理论的预测不符。通过研究恒星内部的对流混合过程，他们提出了一种新的机制来解释这种现象。

研究表明，在红巨星演化过程中，恒星的对流包层会向内部延伸，触及主序星阶段形成的元素不均匀区域。当对流边界处于这种环境时，勒都判据定义的对流模型能够抑制锂的稀释作用，从而导致锂的富集。这一发现对于理解恒星内部的物质输运过程具有重要意义。

在南极，中国第41次南极考察队在昆仑站首次使用红外水汽吸收窗口开展天文观测。考察队在南极红外双筒望远镜上安装了1.4微米滤光片，专门用于观测红巨星。这一波段对于研究冷恒星和行星大气中的水汽特别重要。

考察队已经成功观测了红巨星HD29712，并计划在极昼期间监测一批亮的低温红巨星。进入极夜后，还将监测暗弱的红矮星和褐矮星，并开展国际上首次1.4微米波段的大面积巡天。这些观测将有助于发现更多具有水汽吸收特征的天体，进一步揭示恒星形成与演化的奥秘。

这些研究进展共同推进了人类对恒星演化和宇宙化学演化的理解。超铁元素核合成机制的发现，为我们揭示了宇宙中最重元素的产生之谜；红巨星锂增丰的研究则深化了我们对恒星内部物理过程的认识；而南极科考的新观测手段，将为未来的研究提供更丰富的数据支持。

这些发现不仅具有重要的科学价值，也提醒我们，宇宙中看似遥远的天体物理过程，实际上与地球上的生命息息相关。从恒星的诞生到死亡，每一个环节都在塑造着宇宙的面貌，也在影响着地球上生命的演化。随着技术的进步和研究的深入，我们有理由相信，未来还将有更多令人惊叹的发现等待着我们去探索。