近日，beat365英国官网网站天體物理理論團隊在《The Astrophysical Journal Letters》期刊在線發表了題目為“Effect of Magnetic Field Dissipation on Primordial Li Abundance”的論文。碩士生陸漪妮為第一作者，日下部元彥副教授通訊作者。論文鍊接(https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac33b3)。

宇宙中氦元素的觀測豐度，微波背景輻射和宇宙膨脹支持了大爆炸理論。然而，标準的大爆炸核合成模型并不能解釋銀河系貧金屬恒星中的锂豐度。銀河系貧金屬恒星是在極早期形成的，被認為保留了來自大爆炸核聚變的原始锂豐度。标準模型預測的锂豐度大約是天文觀測到的豐度的3倍，這個問題可能與大爆炸核聚變有關。

天文觀測上發現各種尺度上的天體都有磁場，包括恒星、行星、衛星、星際介質、星系和星系團。然而，銀河磁場的起源仍然未知，是天文學中最大的問題之一，在早期宇宙中種子磁場的産生是對這個問題的一個可能的解釋。由于宇宙膨脹，宇宙的溫度随着時間的推移而下降。跟據理論預測，在極早期的宇宙中，原始磁場是在電弱相變（當宇宙溫度約為二千萬億度時）和中微子解耦(當宇宙溫度約為百億度時)時産生的。當宇宙的溫度下降至十億度時會發生大爆炸核聚變，産生氦、锂等原始核素。

本研究探讨了磁場耗散對原始豐度的影響。正如在太陽的磁場活動中觀察到磁場耗散能将磁場的能量轉化為帶電粒子的動能，而這些加速粒子以“太陽高能粒子”的形式到達地球。如果早期宇宙被磁化，那麼磁場耗散會在宇宙演化的過程中産生高能的宇宙線核。而宇宙線核可以引起非熱核反應，并改變原始元素的豐度。來自《the Astrophysical Journal Letters》期刊的圖片顯示了早期宇宙中的磁重聯導緻原子核和電子的射流的圖像。

以下結果是通過對非熱大爆炸核聚變的理論計算得到的。如果在二億度溫度下的電子-正電子湮滅期之後，通過磁場耗散并且使用總宇宙能量的0.01%–0.1%來進行核加速，則可以解釋锂問題。因此，本文為锂問題提供了一種新的解決途徑。