宇宙大爆炸理论是关于138亿年前宇宙起源的主要学说。那次爆炸产生了三种元素:氢、氦和锂。其中,锂元素无疑是最神秘的。在地球上,锂元素被广泛用于为电子设备提供能量以及研制稳定情绪的药物,但是科学家们一直没弄清宇宙大爆炸时生成的锂后来去向了何方,因为类太阳恒星中锂元素的测量值从未与科学家的预测结果相吻合。这一被称为“宇宙锂问题”的差异特征至今仍困扰着他们。

最近,美国北卡罗来纳大学教堂山分校、加拿大蒙特利尔大学和美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Lab)的一项最新发现或将为测明宇宙中锂的储量提供新的切入点。利用特别设计的戈德曼光谱仪(Goldman Spectrograph),研究小组首次在白矮星大气中发现了在宇宙中难寻踪迹的锂元素,并进行了测量。相关研究论文日前刊发在《科学》杂志网络版上。

白矮星是恒星燃尽死亡后遗留下来的核心,它们可能被“岩石世界”包围。在这项研究中,研究人员在两颗古老白矮星的大气中发现了(疑似)较大小行星粉碎后留下的残骸。围绕这两颗白矮星运行的行星形成于90亿年前——远早于太阳、地球及太阳系的成型期。研究小组成功地测量了这些小行星的化学组成结构,首次识别并测算了太阳系以外类地天体中锂和钾的含量。论文作者之一、北卡罗来纳大学教堂山分校的天体物理学家J. Christopher Clemens表示:“我们在另一个‘太阳系’中的类地天体上测得的锂含量,为未来开发出更可靠的银河系锂含量追踪方法奠定了基础。”

该研究的第一作者、北卡罗来纳大学教堂山分校的研究助理Ben Kaiser展望道:“最终,只要观测到的小行星撞击白矮星事件足够多,我们就能够对大爆炸中锂生成量的预测值进行检测。”