上世紀(jì)八十年代,實(shí)測天體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)處于演化初期的貧金屬星,,由于大氣表面較為穩(wěn)定,,其表層的鋰含量基本是個(gè)常數(shù),。然而這個(gè)常數(shù)對(duì)應(yīng)的鋰豐度要比標(biāo)準(zhǔn)大爆炸理論給出的原初鋰豐度低2.5倍,。
考慮到原初鋰豐度的測量精度,這似乎暗示著貧金屬星的鋰含量并不直接等同于原初值,。也正因?yàn)檫@樣,,研究貧金屬星的鋰豐度是幫助我們理解這兩者之間的差異以及早期恒星與星系對(duì)于宇宙中鋰含量影響的關(guān)鍵。
不走尋常路的鋰超豐紅巨星
非常意外地,,人們?cè)谟^測中發(fā)現(xiàn)了少量不同尋常的貧金屬紅巨星,,它們的大氣表層具有超出正常含量的鋰元素,,實(shí)實(shí)在在地給天文學(xué)家出了個(gè)難題,。
在溫度超過250萬開爾文的恒星內(nèi)部,,鋰很容易通過進(jìn)一步核反應(yīng)被瓦解,,從而無法在恒星內(nèi)部留存下來,。隨著小質(zhì)量恒星在演化軌跡上不斷行進(jìn),,它們表面的鋰含量通常還會(huì)繼續(xù)降低,。當(dāng)它們演化到紅巨星(太陽類型恒星的演化后期)階段時(shí),,恒星內(nèi)部缺乏鋰的物質(zhì)會(huì)通過對(duì)流與大氣表面物發(fā)生混合,,從而進(jìn)一步稀釋恒星表層的鋰含量,使其降低一個(gè)量級(jí)以上。這是經(jīng)典的小質(zhì)量恒星結(jié)構(gòu)與演化模型所描述的鋰豐度演化過程,,對(duì)于銀河系球狀星團(tuán)的系統(tǒng)性觀測也得到了與之相符的結(jié)果,。
非常意外地,人們?cè)谟^測中發(fā)現(xiàn)了少量不同尋常的貧金屬紅巨星,它們的大氣表層具有超出正常含量的鋰元素,被稱為“鋰超豐”,。然而在過去的幾十年里,,天文學(xué)家只成功地發(fā)現(xiàn)了十幾顆這類鋰超豐的小質(zhì)量紅巨星。雖然在這些貧金屬紅巨星中的鋰超豐程度還不足以解釋宇宙學(xué)上的鋰豐度之謎,但卻實(shí)實(shí)在在地給天文學(xué)家出了個(gè)難題。
小質(zhì)量恒星演化模型一直被認(rèn)為是天體物理領(lǐng)域相對(duì)比較成熟的理論,但是卻沒有預(yù)料到半路殺出這些鋰超豐的小質(zhì)量紅巨星。天文學(xué)家的直覺告訴他們,如果一顆小質(zhì)量紅巨星表面含有顯著超出正常含量的鋰元素,,一種可能是它在演化初期就已經(jīng)通過某種外部途徑獲得了如此大量的鋰,,另一種可能就是小質(zhì)量恒星演化模型的某些理論需要調(diào)理一下了。