低质量贫金属星中的原恒星吸积与宇宙学锂问题

宇宙学锂问题，即大爆炸核合成所预言的锂丰度与“斯皮特平台”恒星观测值之间的差异，是现代天体物理学中长期存在的问题之一。近期关于可能解的线索涉及斯皮特平台恒星上由原恒星质量吸积诱发的锂燃烧。本文旨在分析原恒星吸积对低金属丰度低质量星的影响，重点关注主序前（PMS）锂演化。我们计算了终质量分别为 0.7 和 0.8 M$_\odot$、三种金属丰度 Z=0.0001、Z=0.0010 与 Z=0.0050 的吸积模型从原恒星到主序（MS）阶段的演化。我们详细研究了改变影响吸积模型的主要参数的效应，即吸积能量（冷吸积 versus 热吸积）、初始种子质量 $M_{seed}$ 与半径 $R_{seed}$，以及质量吸积率 $\dot{m}$。就主要恒星性质与表面 $^7 Li$ 丰度而言，无论 $M_{seed}$、$R_{seed}$ 与 $\dot{m}$ 的实际取值如何，热吸积模型在 1 Myr 内收敛于标准非吸积模型。此外，具有较大 $M_{seed}$（$\gtrsim 10~M_{jup}$）或 $R_{seed}$（$\gtrsim 1~R_\odot$）的冷吸积模型在约 10–20 Myr 内收敛于标准非吸积模型。当冷原恒星吸积过程始于较小的 $M_{seed}$ 与 $R_{seed}$（$M_{seed}\sim 1~M_{jup}$，$R_{seed} \lesssim 1~R_\odot$）时，则发生截然不同的演化。这些模型几乎完全跳过标准林忠四郎（Hayashi）迹线演化，并在吸积阶段结束前耗尽锂。耗尽的精确量取决于吸积参数（$\dot{m}$、$M_{seed}$ 与 $R_{seed}$）的实际组合，在某些情况下可实现整星锂的完全耗尽。