关于恒星的这个经典理论 中国天文学家最新研究提出了挑战******
中新网北京1月19日电 (记者 孙自法)广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恒星,同一恒星形成区会批量形成许多不同质量的新生恒星。长期以来,“恒星初始质量分布规律不变”一直是天文界关于恒星演化研究的一个经典理论。
这一恒星经典理论绝对正确吗?恒星初始质量分布规律真的一成不变吗?中国科学院(中科院)国家天文台刘超研究员领导的合作团队最新研究发现,“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化,对其“不变”的经典理论提出挑战。
中国天文学家完成的这项刷新人类认知、将对天体物理多个领域研究产生深远影响的重大科研成果论文,北京时间1月19日凌晨在国际著名学术期刊《自然》发表。论文通讯作者刘超形象科普称,这也就是说,宇宙不同的地方必须用不同的“尺子”丈量,才能得到正确的测量结果。
终结恒星初始质量分布规律是否变化争议
中科院国家天文台介绍说,该台联合北京师范大学天文和天体物理前沿科学研究所、南京大学、中科院紫金山天文台等研究人员,发挥国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,LAMOST)光谱数据超大样本优势,并结合欧洲空间局盖亚(Gaia)卫星数据,研究发现天体物理学中一个非常重要的基础概念——“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化,从而对“恒星初始质量分布规律不变”的经典理论提出挑战,并刷新了人类对这一基本概念的认知。
研究团队在本次研究中发现,他们首次清晰观测到年轻的小质量恒星数量比例明显高于年老的恒星。此外,金属含量越高的恒星家族中小质量恒星数量比例也越多。这是天文学家首次如此清晰地观测到恒星初始质量分布规律随着恒星金属元素含量和年龄发生了显著变化,直接导致恒星初始质量分布规律在宇宙中普适不变的基本假设不再成立,也终结了一直以来天文界关于恒星初始质量分布规律是否变化的争议。
恒星初始质量函数领域国际权威、德国波恩大学教授帕弗尔·库鲁帕(Pavel Kroupa)评价认为,这项研究基于大样本观测获取的高质量数据,揭示了银河系中恒星初始质量函数与银河系演化历史和环境相关,对于深入理解银河系中不同环境不同时间恒星形成的性质非常重要。
图中横坐标显示恒星星族的金属元素含量(金属丰度),数值越大金属丰度越高。纵坐标显示恒星初始质量函数的形状,α数值越大表示质量较小的恒星比例越高。红色圆点显示年老星族α值比较小,即质量较小恒星的比例低;蓝色三角形显示较年轻恒星随着金属丰度变高,α值也增加,即质量较小恒星的比例增加。中科院国家天文台 供图9万多精细样本直接获取恒星初始质量函数
论文第一作者、中科院国家天文台博士研究生李佳东解释说,恒星初始质量分布规律,天文学上通常称为恒星初始质量函数,它描述了一群恒星在刚刚诞生时,不同质量的恒星所占的比例。在整个天体物理研究中,恒星初始质量函数是现代天文学中一个非常基础的物理概念,对许多关键天体物理学问题的研究起到至关重要的作用。
半个多世纪以来,天文学家通常认为恒星初始质量函数在宇宙各处及各个演化阶段是普适不变的,并作为基本假设在星系形成与演化、星团结构和演化、双星演化,甚至太阳系外行星以及引力波等诸多天体物理研究领域广泛应用,几乎成为天体物理教科书中的“经典假设”。
不过,天文学家近年来通过各种新的观测,发现恒星初始质量函数很有可能不是普适不变的。论文合作者、南京大学天文系教授张智昱指出,一些迹象显示,在恒星形成活跃的环境中大质量恒星的比例更高,这意味着恒星初始质量函数可能不是普适的。
恒星初始质量函数在宇宙各处是否变化成为困扰天文学家的重要问题,需要在银河系中找到更为直接有力的观测证据。近年来,随着郭守敬望远镜、盖亚卫星等中外大型天文设施投入观测运行,并获得海量观测数据,助力中国天文学家发现恒星初始质量函数变化的直接证据。
研究团队发挥郭守敬望远镜大样本光谱数据优势,筛选出迄今最精细的9万多颗太阳邻域的恒星样本,并获取了每颗恒星的金属元素含量和质量。结合盖亚卫星观测数据,他们首次通过俗称“数星星”这一最直观的恒星计数法,对具有不同金属元素含量和年龄的恒星进行统计,从观测角度直接获取了几乎不依赖于任何模型的恒星初始质量函数。
宇宙不同地方需要合适“尺子”正确测量
研究团队认为,无论是测量宇宙不同阶段星系中暗物质和重子物质质量、构建星系化学演化,还是理解恒星形成过程、分析双星演化的物理机制、探测太阳系外行星,甚至包括研究恒星级引力波事件等一系列天体物理学前沿问题的研究,都将因恒星初始质量函数的变化而受到挑战。
刘超以“尺子”作比喻指出:“这如同是一把会随着环境变化的‘尺子’,不能用同一把‘尺子’丈量宇宙的不同地方。在宇宙不同地方,天文学家需要更换合适的‘尺子’,才能得到正确的测量结果。例如,使用银河系目前的‘尺子’就无法测量早期的宇宙”。
论文合作者、中科院紫金山天文台符晓婷副研究员补充说,如此复杂变化的恒星初始质量函数,对恒星形成理论也提出了严峻的挑战。
中科院国家天文台表示,这一原创性成果是中国天文大科学装置郭守敬望远镜在前沿基础研究领域取得的又一项突破性进展。未来,中国将发射中国空间站工程巡天望远镜(CSST),将助力天文学家在银河系更深远区域及近邻星系中进一步验证该重大发现,为更深入理解恒星初始质量函数和恒星形成的物理过程,提供更加丰富的天文观测数据。(完)
中新社70年丨“国家体育馆”五个大字出自他手! ****** “一般人知道钱钟书先生,多是因了他的长篇小说改编的同名电视连续剧《围城》。其实他更是一位大学者,甚至有人称其为‘文化昆仑’。钱钟书先生与夫人杨绛先生光捐给国家的稿费就有上千万之多。有人问他为什么如此做,他幽默地说:‘我姓了一辈子钱,还要钱干什么!’” 这是中国新闻社退休干部、高级编辑冯大彪旧作《邓国治暗访钱钟书》的开篇文字。2022年6月5日,写下这段生动文字的新闻人因病驾鹤西去,享年84岁。 “文武双全”的新闻奇人 冯大彪可谓一位新闻奇人。 “奇”在有二。 其一:跨越廿载的长情 他在担任中新社专稿部海外报纸副刊专栏主编期间,在香港报章精心编辑“京华感旧录”专栏稿件。该专栏也引起台湾报章关注并逐日转载,一直延续至2001年12月他正式离开工作岗位,长达廿余载,为新闻史所罕见。 这些专栏文章1985年最早由香港南粤出版社结集出版为《京华感旧录》一书,由梁漱溟作序,溥杰题签,在香港发行,成为当时香港十大畅销书之一。 后华文出版社结集三次出版,书名为《神州轶闻录》,著名书法家启功题签,冰心、萧乾、季羡林、于若木、侯仁之、胡絜青各作序。后新星出版社、吉林出版集团等分别改版发行。台湾远足文化事业股份有限公司亦以《老滋味》为书名,在台湾出版发行。 因为这种只问耕耘、甘当无名英雄的编辑工匠精神,冯大彪在1993年获得了首届韬奋新闻奖提名奖。 其二:文武双全 冯大彪爱好武术、书法,是陈式太极拳传人,也是著名书法家,可谓文武双全。 他幼承家学,青年时又拜在老书家康伯藩先生门下耳提面命深造,期间又结识了启功、欧阳中石、董寿平等大家,对孙过庭《书谱》用力最深,临习几十年。 冯大彪在与这些前辈的交往中,像海绵吸水一样,多方面吸取营养,充实自己。世评其“将颜体之雄劲、赵体之潇酒、《书谱》之飘逸融为一炉,每令观者目眩心倾,旌荡神摇”。此言不虚。 尤其他的行草,结构谨严,间架俊美,形神兼具,风采飘扬,注重章法,充满书卷气。 当年“国家体育馆”公开征集书法题名,冯大彪在众多投稿中胜出,力透纸背的书法被镌刻在国家体育馆外墙上。 ▲冯大彪与国家体育馆合影▲冯大彪所题“国家体育馆”,中新社 刘长海摄 据悉,在少林寺中的中华贤母园中,建有孝观碑林,冯大彪应邀为其书写36块碑,每块高4尺,宽1尺,内容都是中国古代孝子成材的贤母小传,如孔母、孟母、岳母等。 台湾同胞参观碑刻后,亲笔致函冯大彪:“一展先生之德高艺美,给人以享受与熏陶。” 文章播四海 翰墨誉京城 冯大彪逝世消息公布后,不少好友、同事表达了哀悼之情。
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