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)
疑“强闯”事件有内应 卢拉要求彻查巴西总统府人员****** 新华社北京1月14日电 由于怀疑国家权力机构日前遭暴力冲击事件有“内应”,巴西新任总统路易斯·伊纳西奥·卢拉·达席尔瓦12日宣布,将“彻底调查”总统府人员。 卢拉告诉媒体记者,总统府的门没有遭破坏痕迹,“这意味着有人帮助他们进来”。他还说,政府将“更强硬、更警觉、更谨慎”对待暴力示威活动。 8日,100多辆搭载示威者的大客车抵达首都巴西利亚。前总统雅伊尔·博索纳罗的数千名支持者强行闯入国会大厦、联邦最高法院和总统府,与军警发生冲突。 卢拉指认博索纳罗借助社交媒体煽动支持者。后者对此否认。 在去年10月30日举行的总统选举第二轮投票中,卢拉战胜时任总统博索纳罗。博索纳罗11月22日向高等选举法院申诉,质疑选举结果并要求取消第二轮投票中部分“不合格”票箱的选票。高等选举法院驳回其申诉。 巴西检方本月12日宣布,已锁定为“强闯”事件提供资金支持的52名个人和7家企业。据巴西环球电视台报道,这些资金被用于把示威者从外地运至巴西利亚并提供食物等。 另据环球电视台和《圣保罗报》12日报道,执法部门在前政府官员安德松·托雷斯家中搜出一份备忘录,其中建议博索纳罗在高等选举法院周围“布防”,以推翻选举结果。 托雷斯当天晚些时候在社交媒体回应称,那份备忘录是司法部收到的众多提案之一,原本应与其他文件“在适当时候被粉碎”。按照他的说法,这份被媒体曝光的备忘录“助长了对他的虚假描述”,他“问心无愧”。 托雷斯曾在博索纳罗执政期间担任司法部长,本月初刚就任巴西利亚公共安全负责人,因在“强闯”事件中应对不力遭撤职。巴西最高法院法官亚历山大·德莫赖斯10日对他发出逮捕令。 托雷斯目前在美国佛罗里达州奥兰多市休假,巴西国家权力机构遭冲击时他不在国内。他10日表示,将结束休假返回巴西。 博索纳罗目前也在奥兰多市。他去年12月30日飞赴美国,缺席本月1日卢拉的总统就职典礼,9日因腹痛前往奥兰多市一家医院就诊。多家媒体报道,不清楚博索纳罗与托雷斯是否在奥兰多见过面。 巴西国家权力机构遭冲击后,博索纳罗曾在社交媒体上批评这一行动,同时表示自己在整个任期内“始终遵守宪法”。他先前告诉美国媒体,将提前结束计划持续至本月底的休假,返回巴西。(郑昊宁) (来源:新华网) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |