□ 李 双 赵永恒

    抓住恒星中的超高速星

    在银河系数以千亿计的恒星中，大多数恒星以每秒几十或上百千米的速度运动着，却有一部分恒星运动速度遥遥领先，基本上以超过每秒400公里的速度“奔跑”着，这类恒星被称为高速星。还有些高速星的速度甚至能够脱离银河系的引力束缚，最终将飞出银河系，它们被称为超高速星。

    自2005年第一颗高速星被发现以来，目前共发现1100多颗，其中约670颗为LAMOST在过去6年时间里发现的。而超高速星在银河系中极为稀少，迄今仅发现90颗，其中54颗是LAMOST发现的。

    2018年后，LAMOST联手Gaia数据，使得批量获取高速星成为可能。最亮眼的一次高速星发现工作当属2021年中国科学院国家天文台李荫碧等利用LAMOST和Gaia数据一次性发现591颗高速星，其中43颗是超高速星。这是历史上一次性捕获高速星最多的研究工作，将人类历时15年使用多个望远镜发现的高速星总量翻倍，极大扩充了高速星样本。

    “傍”上锂“富豪”

    锂元素作为连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星演化的关键元素，其产生和演化一直以来都是现代天文学领域中的热点问题之一。天文学家把锂元素含量较高的巨星称为“富锂巨星”，但让天文学家头疼的是，富锂巨星在宇宙中的数量少得可怜，仅占巨星的0.5—1%。

    2018年，中国科学院国家天文台闫宏亮等人依托LAMOST发现了一颗奇特天体，它的锂元素含量约是同类天体的3000倍，是目前人类已知的锂元素丰度最高的恒星。这种级别的锂含量即使在相当稀少的富锂巨星中也是百里挑一，无疑是人类研究富锂现象的“土豪级成员”。

    这颗锂含量极高的恒星改变了人类对天体中锂元素的认知，将国际上的锂丰度观测极限提高了一倍。这一成果也是LAMOST在前沿基础学科取得突破性进展的又一实例。

    识破“变脸”类星体

    类星体的发现，与宇宙微波背景辐射、脉冲星、星际分子并列为20世纪60年代天文学的四大发现。

    类星体离我们非常遥远，很多甚至处于地球的100亿光年以外，虽然远但是足够亮，亮度相当于太阳亮度的几千亿到几百万亿倍，甚至比整个星系中所有恒星的亮度总和还要大很多。类星体作为宇宙星海中发光最强的活动星系核，成为天文学家研究遥远宇宙的重要探针。因此，类星体的新发现将指引着人类不断走向神秘宇宙的更远处。

    近年来，北京大学吴学兵教授领导的团队共计发现了21个变脸类星体，它们的红移都在0.08到0.58之间，其中10个是在LAMOST数据中发现的。这是国际上首次大规模发现变脸类星体的工作，使得已知变脸类星体的数目增加了一倍。

    帮热木星找到“表兄弟”

    自从1995年第一颗系外行星飞马座51b发现以来，对太阳系外行星的探索一直是国际上重要的前沿问题。飞马座51b的发现揭示了一类非常特殊的系外行星族群的存在，这类行星被称作热木星，它们的大小与太阳系中的木星相当，表面温度很高，但数量非常稀少。

    2018年，北京大学东苏勃研究员和南京大学谢基伟副教授领导的科研团队，利用LAMOST观测的光谱数据发现了一类新的太阳系外行星族群——热海星，成为了行星家族的新成员，它们被称为谜一样存在的热木星的表兄弟。与热木星类似，也只有大约1%的恒星附近存在热海星。

    20多年来，人们发现了上百个热木星并对它们进行了大量的研究，但是其形成和起源仍然是一个谜。研究团队基于LAMOST数据新发现了热海星与热木星存在几处相似的标志特征，为揭开热木星和其他短周期行星起源这个重大谜题提供了关键线索和崭新的研究方向。

    通过与其他高精度方法的比较论证，研究团队发现LAMOST对恒星基本属性的测量结果非常可靠，达到了相当高的精度。而这些难得一见的稀有天体们，也成为天文学家推动恒星性质研究以及银河系结构与演化等一系列前沿问题弥足珍贵的“密码”。

    （第一作者系中国科学院国家天文台工程师，第二作者系中国科学院国家天文台研究员、LAMOST运行和发展中心常务副主任。本文原载 《前沿科学》 2021 年第 3 期，文字有删节）