天文学家发现古老的“失败的恒星” 其锂矿床完好无损

加那利群岛天体物理研究所（IAC）和墨西哥国家天体物理、光学和电子研究所（INAOE）的一个研究小组，在迄今为止确认存在这种有价值元素的最古老和最冷的褐矮星中发现了锂。这个被称为Reid 1B的亚恒星天体完整地保留了我们宇宙中已知的最早的锂矿床，可以追溯到它所属的双星系统形成之前。这一发现是利用加那利群岛Roque de los Muchachos天文台的加那利大型望远镜（GTC）上的OSIRIS光谱仪进行的。这项研究刚刚发表在《皇家天文学会月报》上。

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褐矮星，也被称为“失败的恒星”，是恒星和行星之间的自然联系。它们的质量比木星还大，但现在足以燃烧氢气，而氢气是恒星用来发光的燃料。由于这个原因，这些亚恒星天体没有被观察到，直到观察者在20世纪90年代中期发现它们。它们特别有趣，因为有人预测其中一些可以完整地保存其锂的含量，锂有时被称为 “白色石油”，因为其稀有性和相关性。

在过去的20年里，天文学家已经探测并跟踪了太阳附近的褐矮星所形成的双星的轨道运动。他们利用开普勒定律动态地确定了它们的质量，开普勒定律是约翰尼斯·开普勒在十七世纪提出的数学公式，用来描述在相互引力作用下运动的天体的运动，例如由地球和太阳形成的系统。在其中一些系统中，主成分的质量足以燃烧锂，而副成分可能没有这个质量。然而，直到现在，这些理论模型还没有被付诸实践。

利用Roque de los Muchachos天文台（ORM）的加那利大型望远镜上的OSIRIS光谱仪（目前是世界上最大的光学和红外望远镜），IAC和INAOE的一个研究小组在今年2月至8月期间对两个组成为褐矮星的双星系统进行了高灵敏度光谱观测。

他们没有在其中的三个中检测到锂，但他们在Reid 1B中发现了锂，这是四个中最微弱和最冷的一个。这样做，他们就有了一个非凡的发现，一个没有被破坏的宇宙锂的沉积物，其来源可以追溯到Reid 1B所属系统形成之前。事实上，它是已经发现的最冷、最微弱的太阳系外天体，其数量比地球上的数量多1.3万倍。这个天体的年龄为110万年，动态质量是木星（太阳系中最大的行星）的41倍，离我们有16.9光年远。

对褐矮星中的锂的观测使研究人员能够根据核反应在一定程度上准确地估计其质量。通过这种方式发现的热核质量必须与从轨道分析中发现的动态质量相一致，而且不确定性较小。然而，研究人员发现，锂被保存到动态质量，比最新的理论模型所预测的质量低10%。这种差异似乎很重要，并表明在褐矮星的行为中存在着我们仍然不了解的东西。

“我们已经跟踪褐矮星中的锂的踪迹三十年了，” Eduardo Lorenzo Martín Guerrero de Escalante说，他是IAC的科学研究高级委员会（CSIC）的研究教授，也是这篇文章的第一作者，“最后我们已经能够对其保存和破坏之间的质量界限做出精确的判断，并与理论预测进行比较。” 这位研究人员补充说：“银河系中存在着数以百万计的褐矮星。褐矮星中所包含的锂是我们宇宙邻域中这种宝贵元素的最大已知矿床。”

文章的共同作者Carlos del Burgo Díaz是墨西哥CONACYT公共研究中心INAOE的研究员，他解释说：“尽管原始锂是在1380万年前与氢和氦一起产生的，是宇宙大爆炸原始火球中核反应的结果，但现在宇宙中的锂多达4倍。”根据这位研究人员的说法，“尽管这种元素可以被破坏，但它也在新星和超新星等爆炸事件中被创造出来，因此像Reid 1B这样的褐矮星可以把它包裹起来，并像藏宝箱一样保护它。”

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