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リチウム燃焼とは、恒星内部でリチウムが消費される核合成過程である。リチウムは一般的に褐色矮星に存在し、古い低質量星には存在しない。恒星は、定義上、水素核融合に必要な高温（250万K）に達しなければならず、リチウムを急速に消費する。
53個のTタウリ星のリチウム存在量の研究から、リチウムの枯渇はサイズによって大きく変化することが判明しており、林収縮の後期段階である前主系列星の最後の高度に対流的で不安定な段階におけるPP連鎖によるリチウム燃焼が、 Tタウリ星の主要なエネルギー源の一つである可能性が示唆されている。高速回転は混合を促進し、リチウムがより深い層へと運ばれて破壊される傾向がある。Tタウリ星は一般的に、収縮とスピンアップによって角運動量を保存するため、年齢とともに回転速度が増加する。これにより、年齢とともにリチウムの損失率が増加する。リチウム燃焼は温度と質量が高くなるにつれて増加し、最大で1億年強続く。
木星の質量の60倍未満の恒星では、この現象は起こらない。このように、リチウムの減少率を利用して恒星の年齢を計算することができる。
リチウムの最も豊富な同位体であるリチウム7の燃焼は、リチウム7と陽子の衝突によってベリリウム8が生成され、それがすぐに2つのヘリウム4原子核に崩壊することによって起こります。この反応に必要な温度は、水素核融合に必要な温度よりわずかに低い温度です。低質量星の対流により、星全体の体積中のリチウムが枯渇します。[ 1 ]したがって、褐色矮星候補のスペクトルにリチウム線が存在することは、それが実際に亜恒星であることを示す強力な指標となります。
リチウム6は主に陽子との反応により、ヘリウム3とヘリウム4が生成される。この経路は強い核力によって作用するため、その反応断面積は、恒星内部の低温でも、電磁放射捕獲プロセスは起こりません。したがって、リチウム6の破壊はベリリウム7を生成するのではなく、直接ヘリウム同位体を生成します。[ 2 ]
候補となる褐色矮星を低質量星から区別するためにリチウムを使用する方法は、一般的にリチウムテストと呼ばれています。太陽のような重い星は、リチウムが枯渇するほど高温にならない外層大気にリチウムを保持できますが、それらはサイズによって褐色矮星と区別できます。質量範囲の上限（60～75 M J ）にある褐色矮星は、若い頃にリチウムを枯渇させるほど高温になる可能性があります。65 M Jを超える質量の矮星は、5億歳になるまでにリチウムを燃焼し尽くす可能性があります。したがって、このテストは完璧ではありません。[ 3 ]
