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)
久违的返乡:“都在庆祝团聚的不易”****** 中新网北京1月17日电(记者 袁秀月)2023年春节来得尤其早,进入1月份,在外的游子便陆陆续续踏上返乡的归途。 这是疫情防控进入新阶段后的首个春节。官方预计,今年春运期间客流总量约为20.95亿人次,将比去年同期增长99.5%,恢复到2019年同期的70.3%。 在这个春节,很多家庭实现了久违的团圆,人们带着期许迎接农历新年。 北京西站,返乡乘客带着行李踏上回家路。袁秀月 摄“庆祝团聚的不易” 2023年春运第9日,作为北京客运量最大的火车站,北京西站迎来客流量攀升的一天。这天,全国铁路、公路、水路、民航共发送旅客4114.1万人次。 53岁的李霞是这4114.1万分之一,她的目的地是四川宜宾。李霞在北京从事餐饮行业二十余年,对以前的她来说,过年回不回家都一样。“因为假期短,光路上都要两天两夜,花钱不说,来回跑还晕车难受。” 年轻时她在外打工,两三年不回家过年是常事。父母也体谅,总是劝她别回了。前两年因为疫情,春节她都待在北京。然而前段时间,当李霞再次跟母亲说不回家时,母亲却有点不高兴。 “她心里有点不舒服,她年纪大了,身体也不好,现在就盼着我回家,后来我说回家她才又高兴了。”李霞说,今年她身边在外打工的人基本都回家过年了,这次回去她要待个十几天,多陪陪母亲。 北京西站候车大厅。袁秀月 摄60岁的陈立强最牵挂的是孩子,他在北京做了二十多年的室内装修,往年他都正常回老家漯河过年,然而在外工作的孩子都不回来,家里人从来没凑齐过。今年一家人终于能一起过节,他特别高兴,还说今年过年会更隆重一些。 早早回家过年的陈萌能明显感觉到,今年的年味儿更浓了。“因为都是好几年没回家,所以赶集买东西的人特别多,都是在庆祝团聚的不易,我家也比两年前过年多准备了些年货。” 疫情期间,31岁的陈萌迎来身份的重要转变,成为了妈妈。孩子出生以来,一家人都没回家过年。今年春节,她和丈夫早早选择自驾从北京回许昌老家。这几天,老人特别开心,孩子也到处跑着玩。 游客在兔子形状的“许愿卡”上写下心愿为新年祈福。 汤彦俊 摄“最想念家乡的一碗米线” 对于中国人来说,春节是一年中最隆重的节日,忙碌了一年的人们停下来休息,感受久违的团聚带来的喜悦,抚慰心中淡淡的乡愁。 来自云南玉溪的罗鹏,来北京已有六七年。他和哥嫂在北京开了一家手工店,前两年他们都没回家过年,今年哥嫂仍待在北京看店,罗鹏一人坐上了回家的高铁。 罗鹏说,他们老家过年有很多民俗活动,比如舞龙舞狮、踩高跷等,过年还要拜年、守岁、吃宵夜,非常热闹。但让他最想念的,还是家乡的一碗米线,在别的地方吃不到那个味道。 进入而立之年后,父母一直操心罗鹏的人生大事,往年因为没回家过年躲过了催婚,他调侃,今年算是躲不过去了。 北京西站,返乡乘客带着行李踏上回家路。袁秀月 摄陈立强今年回家也有两件大事,一是看看6个月大的小孙子,回家前他特地在网上给孙子买了小汽车。二是小儿子今年过年要定亲,他得在家里好好张罗。 他们老家的习俗是,当年定亲当年结婚,如果过年时定亲,年底结婚最好不过。现在老家办婚礼已没有限制,他想尽快把小儿子的婚事给定下来。 对陈萌而言,这个春节没有特别的事要做,因为回家比较早,年货也是在家里置办的。她打算多回几趟娘家,多陪陪父母,珍惜跟家里人在一起的时间。如果有机会的话,一家人在老家拍个全家福。 北京南站候车大厅。袁秀月 摄新的期许 三年间,新冠疫情反复延宕,让很多人认识到身体健康的重要性。在记者的采访中,多位受访者都表示,今年最大的好消息是“一家人都‘阳康’了”、“家里平平安安”、“家里老人身体健康”。 “疫情三年,几多欢喜几多愁,每个家庭情况不一样。这三年间,我们家总体来说还算不错,家人都平平安安的,我已经挺高兴了。”陈立强说,干他们这一行的容易出意外,所以挣多少钱都没有平安健康地活着重要。 李霞关心的还有她的工作,她透露,这几年,疫情对餐饮行业冲击比较大,“老板没有生意,员工就没有工资,钱有点不好赚”。随着疫情防控政策调整,餐饮业复苏回暖,他们的工作也渐有起色。 同时,罗鹏的手工店生意也慢慢好起来,来店里的顾客明显多了,他希望明年的生意越来越好,最好能在北京开一家分店。 农历腊月二十四,春节前的最后一个周日假期,上海的商场、街头处处洋溢着红红火火的喜庆氛围,吸引了不少民众前来感受年味。 中新社记者 汤彦俊 摄2022年,张跃考上北京某大学金融专业的研究生。研究生阶段需要外出实习增加实践经验,但受疫情影响,实习机会减少。他希望,未来在实习就业方面能有一个比较好的结果。 记者注意到,在17日的国新办发布会上,国家统计局表示,随着经济的好转,就业需求的扩大,岗位会相应增加,2023年我国就业形势有望总体改善。 此外,有关负责人表示,随着疫情防控转入新阶段,各项政策不断落实落细,生产生活秩序有望加快恢复,经济增长内生动力将不断积聚增强。 新年新气象,春节将至,过个好年、来年讨个好兆头,这也成为人们共同的期许。(应受访者要求,文中人名为化名)(完)
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