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)
高铁车厢过小年:旅“兔”增年味 新规“悦”旅途****** (新春走基层)高铁车厢过小年:旅“兔”增年味 新规“悦”旅途 中新网长沙1月15日电 题:高铁车厢过小年:旅“兔”增年味 新规“悦”旅途 作者 鲁毅 金阳 章秋 小年纳福瑞,归途享年味。1月15日,农历腊月二十四,是中国南方小年,从湖南株洲西开往上海虹桥的G1348次列车上,车厢内张灯结彩,窗花、对联、一只只可爱又喜庆的小兔子贴画爬上座椅、跃上窗台,处处洋溢着浓浓的兔年年味。 该趟列车由中国铁路广州局集团有限公司长沙客运段动车二队G11/G12组值乘,“兔年”味十足的车厢是他们为旅客准备的节日祝福。 8时54分,G1348次列车准点从株洲西站驶出,列车工作人员为旅客们准备的小年“大餐”也正式开始。 工作人员向乘客讲解铁路新规。2023年春运,是新版《铁路旅客运输规程》(以下简称新规)实施后迎来的首个春运。一堂“新春迎新规”宣讲小课堂成为小年“大餐”的“头菜”。青年列车长丁利首先向旅客们发放新规宣传手册,提醒出行注意事项,讲解购票乘车新规定的具体内容,随后,又组织乘客参与铁路新规知识抢答。 “年满多少周岁的儿童应当购买全价票?” “14岁!” “学生优惠票哪些时间可以购买?” “学生优惠票不再规定乘车时间限制,每学年的任意时间都可以!” …… “一问一答间,铁路新规就被旅客记住了!”团员列车员袁婧璐趁着现场氛围正热,还号召旅客将新规手册分享至朋友圈和家庭群,让更多人了解铁路新规的便民惠民措施,并为抢答成功和点赞数多的旅客送上列车新春礼包。 “这一趟出行收获颇多,详细了解了铁路新规定的变化点,知道出行需要注意的地方,让我们这些带小孩出门的家长更加安心、省心。”捧着刚收到的新春礼包,旅客刘先生难掩喜悦。 春节期间,疫情防控更加不能松懈。党员列车长师彪为大家讲解出行期间防护知识,示范正确佩戴口罩和洗手“七步法”。 高铁车厢里过小年。 长沙客运段动车二队供图最后,青年列车长陈想带领着乘务员肖琳和何全喜为乘客带来一段热情四射的手势舞,为出行的旅客送去温暖与欢乐。同时,一张张新年“福”字、一袋袋寓意兔年吉祥的大白兔奶糖等送到了乘客手上。一时间,歌声、欢笑声充满了车厢。 全程参与的旅客黄女士激动地说:“已经有两年没回家过年了,这次在列车上和大家一起贴窗花,让我想到以前在老家,过年前要将剪好的窗花贴在屋子里,给家里增添过年的喜气。感谢铁路工作人员让我提前体验了回家的温暖,这次经历也一定会成为我春运回家路上最美好的回忆!” 小小一张火车票,一站是旅途,一站是家乡。列车长陈想说:“为乘客服务,践行‘悦旅途,悦精彩’的服务理念,是每一位铁路工作人员的责任,我们会在每一次值乘中,积极宣传新规利好,提升服务质量、延伸服务内容,让旅客体验更美好的出行。”(完)
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