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)
浙江新春见闻:乡村咖啡馆里“喝”出别样年味****** (新春走基层)浙江新春见闻:乡村咖啡馆里“喝”出别样年味 中新网宁波1月26日电(记者 林波)将打好的奶泡倒入咖啡液中,随后左右晃动,杯子里慢慢呈现出一个“之”字奶泡痕迹……1月26日,在浙江省宁波市奉化区蒋家池头村,伴随着客户的点单声,店主陈梦琴正忙着一边制作咖啡,一边回复客户。 乡村咖啡馆“爆单”了,这是陈梦琴这个春节没有想到的事。 “之前生意也不错,但没想到能有如此火热的场景。”陈梦琴表示,春节期间,每日下午是店内最忙碌的时间段,“下午可以卖出上百杯咖啡,座无虚席,很多人还在排队等位。” 陈梦琴的壹伴咖啡于2022年7月开业。彼时,在外做服装生意的她在该村党支部书记陈伦的招引下,决定回村创业,在村口开了一家乡村咖啡馆。 除了咖啡外,她还提供蛋糕等甜品,“村子里生活节奏舒适,关键是客流量并不小,村子里的‘60后’‘70后’空了也会来喝一杯咖啡,吃一块蛋糕,再晒晒太阳打打毛衣。” 春节期间,这家乡村咖啡馆却“喝”出了城市大IP的客流。 据陈梦琴介绍,新增的客流大多是外来客人和本村返乡村民,“年轻客人特别多,咖啡馆还有桌子,他们可以在这里聊天、玩游戏。” 遇见·永旺咖啡馆一景。 受访者供图“没想到村里也有咖啡馆,下午是打瞌睡的时候,正好来杯咖啡提神。”前来旅游的“95后”游客曾心怡接受采访时表示,她和几个好友一起出来玩,正好可以在咖啡馆聊天。 在宁波市镇海区永旺村,稻田收割后的一片灰黄和蓝天白云交织在一起,组成了一幅冬日美景图。 遇见·永旺咖啡馆便坐落于此。 手持一杯咖啡,在推开窗便是稻田的窗前拍照……这是当地市民林曾的新年“打卡”剪影。 “拍一组乡村野趣与自然浪漫并存的新年照片。”林曾接受采访时表示,在春节假期行程表上,这家乡村咖啡馆是必“打卡”项目,“只要一杯咖啡就可以享受天幕、椅子等露营设备,既适合春节约朋友玩,也适合拍照。” 据遇见·永旺咖啡馆馆长裘俊杰介绍,春节期间,该咖啡馆仍保持营业状态,“每日9时至19时是我们的营业时间,一般下午是客流高峰,多的时候可以卖出300多杯咖啡。” 遇见·永旺咖啡馆一景。 受访者供图永旺村党委书记郭诚军于此前接受记者采访时表示,这里原来是一块农用设施房用地,经常有人偷倒垃圾,味道很大,“为了改变村容村貌,村里变废为宝,将其打造成花海风景,提高了乡村颜值。” 通过打造乡村咖啡馆,原本“平平无奇”的永旺村,一夜间声名鹊起。通过咖啡馆的引流,该村人气增加了,村民的手工艺品、土特产在家门口实现售卖。 与此同时,永旺村还在村里打造了游乐设施、民宿等要素,形成了新的乡村产业链,带动乡村振兴。 事实上,作为一种新型业态,乡村咖啡馆不仅为乡村吸引了年轻人,也为乡村振兴增加了亮点。 绍兴市岭南乡的三个月亮乡村咖啡馆、余姚市柿林村的老柿林咖啡馆、宁海县骆家坑村的绿岛咖啡屋……越来越多的咖啡馆出现在浙江乡村。特别是在春节期间,这些咖啡馆正展现着别样年味。(完)
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