最新發(fā)現(xiàn)：手機(jī)鋰電池、銀河系和太陽(yáng)系的鋰元素，來(lái)自新星爆炸！

由亞利桑那州立大學(xué)天體物理學(xué)家Sumner Starrfield領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員將理論與觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)室研究相結(jié)合，確定一類被稱為經(jīng)典新星的恒星爆炸是我們銀河系和太陽(yáng)系中大部分鋰的來(lái)源，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。鑒于鋰對(duì)耐熱玻璃和陶瓷、鋰電池和鋰離子電池以及其它化學(xué)品等常見(jiàn)用途的重要性；很有必要這種元素來(lái)自哪里。

亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院董事教授，美國(guó)天文學(xué)會(huì)會(huì)員斯塔菲爾德說(shuō)：提高對(duì)構(gòu)成我們身體和太陽(yáng)系元素來(lái)源的理解是很重要的。研究小組繼續(xù)確定，這些經(jīng)典新星中的一小部分將演化，直到它們爆炸為Ia型超新星。這些正在爆炸的恒星變得比星系還亮，可以在宇宙中很遠(yuǎn)的地方被發(fā)現(xiàn)。因此，它們被用來(lái)研究宇宙的演化，并在20世紀(jì)90年代中期被用來(lái)發(fā)現(xiàn)暗能量。

經(jīng)典新星

新星爆炸還產(chǎn)生了銀河系和太陽(yáng)系中的大量鐵，這是我們紅細(xì)胞的重要組成部分，它將氧氣帶到全身。宇宙的誕生，通常被稱為“宇宙大爆炸”，主要形成了氫、氦和少量鋰元素，所有其他化學(xué)元素，包括大多數(shù)鋰，都是在恒星中形成的。經(jīng)典新星是一類恒星，由一顆白矮星（質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)，但大小與地球相當(dāng)?shù)暮阈菤埩粑铮┖鸵活w較大的恒星組成，它們圍繞著白矮星運(yùn)行。

氣體從較大的恒星落到白矮星上，當(dāng)白矮星上積累了足夠的氣體時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸或新星。銀河系每年大約有50次這樣的爆炸，世界各地的天文學(xué)家都能觀測(cè)到夜空中最亮的爆炸。在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了幾種方法來(lái)確定新星爆炸產(chǎn)生的鋰數(shù)量，結(jié)合了計(jì)算機(jī)對(duì)爆炸如何產(chǎn)生鋰、氣體如何噴射以及其總化學(xué)成分應(yīng)該是什么的預(yù)測(cè)，以及對(duì)噴射氣體的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，以實(shí)際測(cè)量成分。

模擬、觀測(cè)和隕石

研究使用計(jì)算機(jī)代碼來(lái)模擬爆炸，并與明尼蘇達(dá)大學(xué)的美國(guó)天文學(xué)研究員查爾斯·E·伍德沃德和圖森和俄亥俄州立大學(xué)大型雙筒望遠(yuǎn)鏡天文臺(tái)的合著者馬克·瓦格納(Mark Wagner)合作，利用地面望遠(yuǎn)鏡、軌道望遠(yuǎn)鏡和波音747 NASA名為索非亞天文臺(tái)獲得了新星爆炸的數(shù)據(jù)。諾克斯維爾大學(xué)的合著者和核天體物理學(xué)家、北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校的克里斯蒂安·伊利亞迪斯和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和田納西大學(xué)的W·拉斐爾·希克斯提供了對(duì)恒星內(nèi)核反應(yīng)的洞察。

這些核反應(yīng)對(duì)于求解本研究所需的微分方程至關(guān)重要。研究建模恒星能量來(lái)源的能力，取決于對(duì)核聚變的理解，在核聚變過(guò)程中，輕核融合成重核并釋放能量。需要知道在什么恒星條件下，可以期待原子核相互作用，以及它們相互作用的產(chǎn)物是什么。亞利桑那州立大學(xué)地球和空間探索學(xué)院的合著者和同位素宇宙化學(xué)家Maitrayee Bose分析了隕石和星際塵埃顆粒，這些顆粒含有在不同類型恒星中形成的微小巖石。

過(guò)去的研究表明，隕石中的一小部分星塵是在新星中形成。因此，從這項(xiàng)研究得出的有價(jià)值結(jié)論是：新星爆炸促成了形成我們太陽(yáng)系的分子云，研究預(yù)測(cè)了在新星爆發(fā)中形成星塵顆粒的非常特殊成分，并且自形成以來(lái)一直保持不變。無(wú)論是在理論上還是在觀察上，這都是正在進(jìn)行的研究，在繼續(xù)研究理論的同時(shí)，也期待著何時(shí)可以使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和南?！じ窭俳z羅馬望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察新星，了解更多關(guān)于宇宙起源的信息。

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博科園｜研究/來(lái)自：亞利桑那州立大學(xué)

研究發(fā)表期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab8d23

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