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)
攒“年味儿”:隆德花灯“扎”出幸福年****** (新春走基层)攒“年味儿”:隆德花灯“扎”出幸福年 中新网宁夏隆德1月12日电 题:攒“年味儿”:隆德花灯“扎”出幸福年 中新网记者 于晶 花灯,代表着喜庆,象征着祥和。兔年临近,宁夏固原市隆德县花灯制作技艺非遗传承人苏红章制作了一盏名为“前‘兔’似锦”的花灯,表达了花灯制作人的美好新春祝愿。 12日,记者探访隆德县花灯制作技艺非遗传承人苏红章的纯手工花灯制作工作室,感受花灯中“扎”出的浓浓“年味儿”。 这盏“前‘兔’似锦”花灯为传统手拉花灯,小兔子通体白色,眼耳口鼻都可活动,舌头贴有“金币”,意味招财进宝;腹部写有“福”字,意为福气到来;内部则采用明火为发光源,寓意兴旺红火。 苏红章制作的花灯。 受访者供图隆德花灯是一门传统手艺,采用纯手工制作,历史悠久,起源于西汉,盛于唐代,到了宋代遍及民间,是中国花灯艺术在西北地区的一支重要流派。在隆德,每到春节,家家户户门前都会挂上红红火火的花灯,表达美好期盼,祈愿幸福太平年。为了传承这门手艺,数十年间,苏红章设计花灯无数,近千张草图无一重复。 在苏红章看来,灯架是一盏花灯的灵魂。为了塑造最灵动的造型,在制作每一盏花灯之前,苏红章都要先画出草图,再根据草图,将苇料、竹料或高粱秆弯曲,用尺子精确量好距离,将不同尺寸、不同形状的材料绑扎固定,形成花灯的骨架。 “古老的花灯在骨架处的连接部分一般是用黑、白麻纸搓成纸捻子加以固定,后来为使花灯更加结实,就采用绑丝固定了。”苏红章一边制作花灯一边讲解着传承中的变化。 而变化不仅在于花灯骨架从芦苇、竹竿等变成了铁丝和钢丝,过去用来照明的蜡烛和油灯也被各色各样的彩灯所取代,糊裱花灯所用的纸张或者布匹,现在多采用丝绸、刺绣、绢布等。 说话间,一盏福禄寿三星灯的灯架就制作好了。接下来,就是剪彩纸、糊彩纸,贴流苏等工序,花灯的每处设计、每个细节,苏红章都谙熟于心。在苏红章看来,花灯承载着人们美好的愿望,因此在制作过程中,他将福禄寿等元素融入花灯中,让人们在赏花灯的同时感受到来自传统花灯和手工艺人的美好祝福。 苏红章告诉记者,扎花灯不仅是传承手工艺,也是为了留住人们记忆中的隆德。他将隆德的传统文化与花灯技艺相融合,也将这座城市许多人共同的家乡记忆藏进了手中的一盏盏花灯。一本本的画册,是他的人生记忆,也是隆德的城市记忆。 据苏红章回忆,儿时,每逢佳节,隆德夜晚的街道总是热闹的,老老少少在街边列队而站,闹花灯、马社火、舞狮……花灯伴随着传统民俗流转出不同的色彩,这些都是隆德这座城对于花灯的记忆。 “原以为随着时代的发展,老手艺会逐步淡出大众视线,没想到恰恰相反,如今还挺受市场欢迎的。”苏红章说,尽管时代在变化,工艺在进步,但传统手工艺呈现出的吉祥如意没有变,百姓对美好生活的追求没有变,节日的欢乐气氛没有变。(完)
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