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)
如何提供更多优秀文化产品?“欢乐春节”给出中国答案****** 中新网北京12月26日电(记者 王诗尧)12月26日下午,2023年“欢乐春节”新闻发布会在京举办。文化和旅游部国际交流与合作局局长、中国对外文化交流协会副会长兼秘书长高政,中央民族乐团团长赵聪,以及2023“欢乐春节”文化大使、著名钢琴演奏家郎朗出席发布会,介绍2023年“欢乐春节”活动情况,并回答媒体提问。 12月26日下午,2023年“欢乐春节”新闻发布会在京举办。文化和旅游部供图“欢乐春节”活动将覆盖全球 高政介绍,“欢乐春节”品牌活动近年来蓬勃发展,日益成为中国与世界各国人民共享中华文化的重要平台。2023年“欢乐春节”由文化和旅游部指导,中国对外文化交流协会主办,各类形式多样、丰富多彩的“欢乐春节”线上线下活动将覆盖全球。中国春节庆典、“新元贺岁 古韵新春”庙会、“欢乐春节 中国文化和旅游展播月”“自行车十二生肖装饰大赛及巡游”等庆祝活动将陆续登台,向世界人民传递春节祝福。 他用“5个1”介绍了2023年“欢乐春节”重点项目的新意和亮点,即一位著名的“2023欢乐春节”文化大使——郎朗、一个新媒体账号、一顿不停息的全球年夜饭、一波中国好物和一场精神盛宴。其中,1月6日、7日在费城和纽约上演的“唐诗回响”音乐会由来自10个国家的15位青年歌唱家与费城交响乐团合作,用中文演唱唐诗,将西方艺术形式与中华优秀传统文化精粹有机结合,充分展现音乐与诗歌的完美交融;1月14日,2023年“欢乐春节”启动项目“欢乐春节 和合共生”音乐会将向全球同步播出,音乐会由中央民族乐团、苏州交响乐团等统筹创排,融合了东方与西方、传统与现代的音乐文化,将为全球观众带来一场视觉、听觉、精神的盛宴。 高政表示,我们将坚持弘扬平等、互鉴、对话、包容的文明观,持续与世界各国人民分享春节、端午、中秋、中国音乐、美术、茶、太极等意蕴丰富的中华文化符号和文化载体,向世界提供更多的优秀公共文化产品,促进全球文明交流互鉴,以文明交流超越文明隔阂,以文明互鉴超越文明冲突,以文明共存超越文明优越,为推动构建人类命运共同体注入持久推动力。 郎朗(左)担任“欢乐春节”文化大使。文化和旅游部供图郎朗计划举办家庭音乐会过春节 活动现场,赵聪和郎朗分别介绍了“欢乐春节·和合共生”音乐会的创排情况和担任“欢乐春节”文化大使的感受。 赵聪在答记者问环节时提到,“欢乐春节·和合共生”音乐会上的节目有许多亮点值得关注。比如《神鸟》是她在三星堆时创作的作品,并尝试了许多大胆设计。 中央民族乐团团长赵聪。文化和旅游部供图当时她深受4000年前古蜀文明的震撼,又从中感受到一股未知宇宙的神秘冲击,因此选取了全新的创作模式,用电子音乐结合琵琶独奏与虚拟歌手洛天依跨界合作,共同完成一个“元宇宙”风格的作品。 郎朗则与现场嘉宾分享了他的欢乐春节回忆。他说,自己作为一名东北人,过春节时经常会堆雪人、吃酸菜馅饺子和家人一起热炕、抽“冰嘎”等。 他说,今年自己会在国内过春节,希望到时候可以多和亲戚朋友们见面联络感情,再将下一代的孩子们聚集在一起办一场家庭音乐会,“大家欢聚一堂,享受亲情、享受生活、享受美食”。 郎朗与“欢乐春节”兔年吉祥物合影。文化和旅游部供图活动现场还发布了“欢乐春节”兔年吉祥物、“红包包”和“福袋袋”。2023年“欢乐春节”吉祥物由中央美术学院设计,以“福袋”作为基础形象,配合兔年生肖主形象,文化元素和实用性兼备,将在“欢乐春节”期间带领我们共同感受中国春节文化之美、生活之美、和合之美。(完)
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