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)
【这些文化遗存现今的模样㉜】走近这张抗日名将创办的报纸……****** 【这些文化遗存现今的模样㉜】 光明日报记者 常河 丁一鸣 “逐鹿中原飞骏马,鸡鸣拂晓响黄钟。文工歌舞壮军旅,皓月晨光照雪枫。”这首诗里写的,是抗战时期彭雪枫将军的治军三宝:骑兵团、《拂晓报》和拂晓剧团。 《拂晓报》报史馆一角资料照片 彭雪枫,是我军文武兼备的名将。他1907年9月生于河南省南阳市镇平县,早年即投身革命,曾参加了中央苏区历次反围剿作战和二万五千里长征,率军攻占娄山关,横渡金沙江,飞越大渡河……1944年9月,在河南夏邑县八里庄围歼顽军李光明支队的战斗中,他不幸中流弹牺牲,时年37岁。1945年2月7日,中共中央在延安为彭雪枫将军隆重举行追悼大会,毛泽东、朱德、彭德怀、陈毅的共同挽词是:“二十年艰难事业,即将彻底完成,忍看功绩辉煌,英名永在,一世忠贞,是共产党人好榜样;千万里山河破碎,正待从头收拾,孰料血花飞溅,为国牺牲,满腔悲愤,为中华民族悼英雄。” 彭雪枫,家学渊源,酷爱文墨,写得一手好文章。1938年秋,抗日烽火遍燃中原,中共中央决定由彭雪枫率新四军游击支队挺进豫东,创建抗日根据地。同年9月29日,游击支队誓师东征,就在那天,在河南省确山县竹沟镇一个农舍中,《拂晓报》诞生了。彭雪枫为《拂晓报》题写了报头,并亲自撰写了创刊词:“拂晓代表着朝气、希望、革命、勇进、迈进有为、胜利就要到来的意思。军人们要在拂晓出发,要进攻敌人了。志士们在拂晓要奋起,要闻鸡起舞。拂晓催我们斗争,拂晓引来了光明。” 《拂晓报》创办之初,由于敌人的疯狂扫荡、封锁,各种物资奇缺,两支铁笔、两块钢板、两筒油墨、一把油刷、一块木板和半筒“高乐牌”蜡纸,便是全部家当。油墨用完了,彭雪枫卖掉自己心爱的战马,为《拂晓报》买来新油墨。他认为:“一支笔胜过两千支毛瑟枪。”对新闻事业,彭雪枫充满了热爱,曾说:“将来革命胜利了,我去当一名新闻记者。” 战火烽烟早已消散,如今的《拂晓报》是中共安徽宿州市委机关报。初冬时节,记者来到宿州。 走进落成不久的《拂晓报》报史馆,大厅偌大的背景墙上,印着《拂晓报》创刊号的版面图。“《拂晓报》刚创刊时,由于条件简陋,印刷质量不好,常常油迹斑斑。但它的影响却与日俱增。你们看,这是1939年12月5日的第100期纪念专刊,上面还有毛泽东同志的题词‘坚持游击战争’。”《拂晓报》老职工宋建国的讲解,把我们带回到了那段峥嵘岁月。 在日寇铁蹄蹂躏下的中国,一群战士一手扛着枪、一手握着笔,随着部队征战的脚步,辗转黄淮平原。在淮水两岸,在涡河之滨,他们凭着坚定信念、一腔热血,把一期又一期带着油墨香味的《拂晓报》,送到广大军民手中。当时,一位重庆读者曾致信《拂晓报》编辑庄方:“《拂晓报》简直像天外来鸿,读了报道,感动得热泪滚滚。” “战争年代,报社先后有15名烈士血洒疆场,年龄最小的只有17岁。”宋建国告诉我们,1944年9月,彭雪枫牺牲后,是时任《拂晓报》记者张景华和十几名战士把彭雪枫的遗体从夏邑县转移到泗洪县半城镇。至今,宋建国仍难忘当年采访张景华时老人的数度哽咽:“在彭师长的遗物里,我们发现了一份完整的《拂晓报》合订本,封面上是师长手写的‘心血的结晶’……” 走近《拂晓报》,记者了解到:80多年风雨历程,当年的那张油印小报,经过血与火的洗礼,和着时代节拍,一路开拓创新,一路勇毅前行,现在已变成集报、网、端、微、屏于一体的新媒体矩阵。 在拂晓报社编辑部,时政要闻部记者马竞正在整理新闻素材。“最近,全市群众学习党的二十大精神热情高涨,我们要把这些生动的场景以全媒体的形式推送给读者。”文字记录、出镜采访、视频制作,马竞全程参与,轻车熟路。 作为一名全媒体记者,马竞觉得,与80多年前《拂晓报》筚路蓝缕创业时相比,现在报纸的传播手段日新月异,但它的红色基因始终未变。 “一代又一代《拂晓报》人,凭着对党和人民的忠诚信念,辛勤耕耘、默默奉献,形成了自己的优良传统,这些是我们这代《拂晓报》人弥足珍贵的精神财富,时刻激励着我们接续前辈的事业,奋勇前进。”拂晓报社党组书记、社长武华峰说。 灵璧县尹集镇尹楼村是拂晓报社的联系点,我们赶到村委会时,天空飘起了小雪。村里的第一书记马峰刚走访了村里几个大病户和危房户,还没来得及掸去身上的薄雪,就和村干部“掰扯”起当地特色美味“豆丹”养殖的事来。 马峰也是《拂晓报》的记者。到村一年多时间,在报社支持下,他帮助村里修建了通到每家每户的水泥路和高标准农田,还建起了杂粮加工工厂和光伏项目。 “我父亲在《拂晓报》工作了一辈子。小时候,我经常去报社看叔叔阿姨们写稿、看印刷车间的师傅们铅字排版。大学毕业后考进报社,就是要像父亲他们那样传承这份红色的新闻事业,用‘拂晓精神’为时代放歌,用‘拂晓精神’去激发人民改天换地的热情。”马峰的眼里跳动着一团火。 扫码看视频 走进《拂晓报》的厚重历史 《光明日报》( 2023年01月12日 01版) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |