左圖：從上至下依次為富鋰巨星的LAMOST光譜、APF高分辨率光譜和最佳輪廓擬合。其中藍(lán)色為觀測譜，綠色為普通巨星的對比光譜，紅色為最佳擬合光譜。

右圖：已知的富鋰巨星中鋰豐度的對比。其中紅色五角星為本工作所發(fā)現(xiàn)的富鋰巨星，兩個(gè)縱坐標(biāo)分別為分別為Li/H和A(Li)。

在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目批準(zhǔn)號：11390371，11603037，11473033，11490560，11505117，11573032和11605097)等資助下，以中國科學(xué)院國家天文臺為首的科研團(tuán)隊(duì)依托我國大科學(xué)裝置郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)發(fā)現(xiàn)了一顆奇特天體，它的鋰元素(Li)豐度約是同類天體的3000倍，這是目前人類已知鋰元素豐度最高的巨星。這一研究成果以“The nature of the lithium enrichment in the most Li-rich giant star”(最富鋰巨星中鋰的增豐本質(zhì))為題，于2018年8月6日在Nature Astronomy (《自然•天文》) 上發(fā)表。

鋰元素是鏈接宇宙大爆炸、星際物質(zhì)和恒星的關(guān)鍵元素，一直以來它在宇宙和恒星中的演化都是天文領(lǐng)域的重要課題，然而當(dāng)代天文學(xué)對鋰元素的理解還具有很大局限性。巨星由于經(jīng)歷了第一次挖掘過程，其表面的鋰豐度比其在矮星階段降低了數(shù)十到百倍量級，因此在大部分巨星中，其鋰豐度都低于其前身矮星。不過，1%的巨星表現(xiàn)出異常高的鋰豐度，它們對揭示鋰元素起源和演化具有重要意義。

這顆新發(fā)現(xiàn)的富鋰恒星來自于銀河系中心附近的蛇夫座方向，位于銀河系盤面以北，距離地球約4500光年。國家天文臺、中國原子能科學(xué)研究院和北京師范大學(xué)的科研人員合作研究發(fā)現(xiàn)，這顆恒星很可能正處于鋰增豐事件的初期。科研人員發(fā)現(xiàn)這顆巨星位于紅巨星的光度駝峰處(RGB-bump)，再次確認(rèn)了鋰增豐和RGB-bump之間具有很強(qiáng)的聯(lián)系。科研人員借助不對稱對流模型和最新的原子核數(shù)據(jù)，通過模擬發(fā)現(xiàn)恒星可以通過Cameron−Fowler(卡梅隆-福勒)機(jī)制產(chǎn)生豐度在4.0以上的鋰元素，并且給出了這顆恒星在鋰增豐時(shí)內(nèi)部的細(xì)節(jié)信息。同時(shí)，科研人員考慮了通過吞噬行星、吸積伴星物質(zhì)等方式使自身Li增豐的可能性，但數(shù)據(jù)中沒有任何顯著跡象表明這顆恒星曾經(jīng)經(jīng)歷過類似的事件。通過對這顆富鋰巨星的研究，他們認(rèn)為巨星完全可以憑借7Be轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制通過自身形成大量的7Li，此研究同時(shí)在觀測和理論上對富鋰巨星中的Li增豐給出了比以往研究都更強(qiáng)的限制。

這一發(fā)現(xiàn)改變了人類對天體中鋰元素的認(rèn)知，將國際上鋰含量觀測極限提高一倍。同時(shí)，這項(xiàng)研究在理論上對鋰元素合成和現(xiàn)有恒星演化理論提出了新觀點(diǎn)。這一成果是我國大型科學(xué)裝置在前沿基礎(chǔ)學(xué)科取得突破性進(jìn)展的又一實(shí)例，也是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域跨學(xué)科深入推進(jìn)合作研究的一次成功嘗試。