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，兩個縱坐標分別為分別為Li/H和A(Li)。

在國家自然科學基金項目(項目批準號：11390371，11603037，11473033，11490560，11505117，11573032和11605097)等資助下，以中國科學院國家天文臺為首的科研團隊依托我國大科學裝置郭守敬望遠鏡(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)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、星際物質和恒星的關鍵元素，一直以來它在宇宙和恒星中的演化都是天文領域的重要課題，然而當代天文學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、中國原子能科學研究院和北京師范大學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)，再次確認了鋰增豐和RGB-bump之間具有很強的聯(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內(nèi)部的細節(jié)信息。同時，科研人員考慮了通過吞噬行星、吸積伴星物質等方式使自身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，他們認為巨星完全可以憑借7Be轉運的機制通過自身形成大量的7Li，此研究同時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的限制。

這一發(fā)現(xiàn)改變了人類對天體中鋰元素的認知，將國際上鋰含量觀測極限提高一倍。同時，這項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。這一成果是我國大型科學裝置在前沿基礎學科取得突破性進展的又一實例，也是基礎研究領域跨學科深入推進合作研究的一次成功嘗試。