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)
国家主席习近平发表二〇二三年新年贺词****** 新年前夕,国家主席习近平通过中央广播电视总台和互联网,发表二〇二三年新年贺词。新华社记者 鞠鹏 摄 新华社北京12月31日电新年前夕,国家主席习近平通过中央广播电视总台和互联网,发表了二〇二三年新年贺词。全文如下: 大家好!2023年即将到来,我在北京向大家致以美好的新年祝福! 2022年,我们胜利召开党的二十大,擘画了全面建设社会主义现代化国家、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图,吹响了奋进新征程的时代号角。 我国继续保持世界第二大经济体的地位,经济稳健发展,全年国内生产总值预计超过120万亿元。面对全球粮食危机,我国粮食生产实现“十九连丰”,中国人的饭碗端得更牢了。我们巩固脱贫攻坚成果,全面推进乡村振兴,采取减税降费等系列措施为企业纾难解困,着力解决人民群众急难愁盼问题。 疫情发生以来,我们始终坚持人民至上、生命至上,坚持科学精准防控,因时因势优化调整防控措施,最大限度保护了人民生命安全和身体健康。广大干部群众特别是医务人员、基层工作者不畏艰辛、勇毅坚守。经过艰苦卓绝的努力,我们战胜了前所未有的困难和挑战,每个人都不容易。目前,疫情防控进入新阶段,仍是吃劲的时候,大家都在坚忍不拔努力,曙光就在前头。大家再加把劲,坚持就是胜利,团结就是胜利。 2022年,江泽民同志离开了我们。我们深切缅怀他的丰功伟绩和崇高风范,珍惜他留下的宝贵精神财富。我们要继承他的遗志,把新时代中国特色社会主义事业不断推向前进。 历史长河波澜壮阔,一代又一代人接续奋斗创造了今天的中国。 今天的中国,是梦想接连实现的中国。北京冬奥会、冬残奥会成功举办,冰雪健儿驰骋赛场,取得了骄人成绩。神舟十三号、十四号、十五号接力腾飞,中国空间站全面建成,我们的“太空之家”遨游苍穹。人民军队迎来95岁生日,广大官兵在强军伟业征程上昂扬奋进。第三艘航母“福建号”下水,首架C919大飞机正式交付,白鹤滩水电站全面投产……这一切,凝结着无数人的辛勤付出和汗水。点点星火,汇聚成炬,这就是中国力量! 今天的中国,是充满生机活力的中国。各自由贸易试验区、海南自由贸易港蓬勃兴起,沿海地区踊跃创新,中西部地区加快发展,东北振兴蓄势待发,边疆地区兴边富民。中国经济韧性强、潜力大、活力足,长期向好的基本面依然不变。只要笃定信心、稳中求进,就一定能实现我们的既定目标。今年我去了香港,看到香港将由治及兴十分欣慰。坚定不移落实好“一国两制”,香港、澳门必将长期繁荣稳定。 今天的中国,是赓续民族精神的中国。这一年发生的地震、洪水、干旱、山火等自然灾害和一些安全事故,让人揪心,令人难过,但一幕幕舍生取义、守望相助的场景感人至深,英雄的事迹永远铭记在我们心中。每当辞旧迎新,总会念及中华民族千年传承的浩然之气,倍增前行信心。 今天的中国,是紧密联系世界的中国。这一年,我在北京迎接了不少新老朋友,也走出国门讲述中国主张。百年变局加速演进,世界并不太平。我们始终如一珍视和平和发展,始终如一珍惜朋友和伙伴,坚定站在历史正确的一边、站在人类文明进步的一边,努力为人类和平与发展事业贡献中国智慧、中国方案。 党的二十大后我和同事们一起去了延安,重温党中央在延安时期战胜世所罕见困难的光辉岁月,感悟老一辈共产党人的精神力量。我常说,艰难困苦,玉汝于成。中国共产党百年栉风沐雨、披荆斩棘,历程何其艰辛又何其伟大。我们要一往无前、顽强拼搏,让明天的中国更美好。 明天的中国,奋斗创造奇迹。苏轼有句话:“犯其至难而图其至远”,意思是说“向最难之处攻坚,追求最远大的目标”。路虽远,行则将至;事虽难,做则必成。只要有愚公移山的志气、滴水穿石的毅力,脚踏实地,埋头苦干,积跬步以至千里,就一定能够把宏伟目标变为美好现实。 明天的中国,力量源于团结。中国这么大,不同人会有不同诉求,对同一件事也会有不同看法,这很正常,要通过沟通协商凝聚共识。14亿多中国人心往一处想、劲往一处使,同舟共济、众志成城,就没有干不成的事、迈不过的坎。海峡两岸一家亲。衷心希望两岸同胞相向而行、携手并进,共创中华民族绵长福祉。 明天的中国,希望寄予青年。青年兴则国家兴,中国发展要靠广大青年挺膺担当。年轻充满朝气,青春孕育希望。广大青年要厚植家国情怀、涵养进取品格,以奋斗姿态激扬青春,不负时代,不负华年。 此时此刻,许多人还在辛苦忙碌,大家辛苦了!新年的钟声即将敲响,让我们怀着对未来的美好向往,共同迎接2023年的第一缕阳光。 祝愿祖国繁荣昌盛、国泰民安!祝愿世界和平美好、幸福安宁!祝愿大家新年快乐、皆得所愿! 谢谢! (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |