宇宙大爆炸理論是關於138億年前宇宙起源的主要學說。那次爆炸產生了三種元素：氫、氦和鋰。其中，鋰元素無疑是最神秘的。在地球上，鋰元素被廣泛用於為電子裝置提供能量以及研製穩定情緒的藥物，但是科學家們一直沒弄清宇宙大爆炸時生成的鋰後來去向了何方，因為類太陽恆星中鋰元素的測量值從未與科學家的預測結果相吻合。這一被稱為“宇宙鋰問題”的差異特徵至今仍困擾著他們。

最近，美國北卡羅來納大學教堂山分校、加拿大蒙特利爾大學和美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Lab）的一項最新發現或將為測明宇宙中鋰的儲量提供新的切入點。利用特別設計的戈德曼光譜儀（Goldman Spectrograph），研究小組首次在白矮星大氣中發現了在宇宙中難尋蹤跡的鋰元素，並進行了測量。相關研究論文日前刊發在《科學》雜誌網路版上。

白矮星是恆星燃盡死亡後遺留下來的核心，它們可能被“岩石世界”包圍。在這項研究中，研究人員在兩顆古老白矮星的大氣中發現了（疑似）較大小行星粉碎後留下的殘骸。圍繞這兩顆白矮星執行的行星形成於90億年前——遠早於太陽、地球及太陽系的成型期。研究小組成功地測量了這些小行星的化學組成結構，首次識別並測算了太陽系以外類地天體中鋰和鉀的含量。論文作者之一、北卡羅來納大學教堂山分校的天體物理學家J. Christopher Clemens表示：“我們在另一個‘太陽系’中的類地天體上測得的鋰含量，為未來開發出更可靠的銀河系鋰含量追蹤方法奠定了基礎。”

該研究的第一作者、北卡羅來納大學教堂山分校的研究助理Ben Kaiser展望道：“最終，只要觀測到的小行星撞擊白矮星事件足夠多，我們就能夠對大爆炸中鋰生成量的預測值進行檢測。”

編譯：朱明逸 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊編號：2147-0634

原文連結：https://phys.org/news/2020-12-white-dwarfs-cosmological-lithium-problem.html