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)
【乌镇声音】思科巢巍忠:共享创新技术 助力中国数字化转型****** 光明网讯(记者 丛芳瑶 梁天天)11月9日至11日,2022年世界互联网大会乌镇峰会在浙江乌镇举行。思科大中华区副总裁巢巍忠就“助力中国数字化转型,与世界分享数字经济的机遇与红利”等问题接受记者采访。 记者:参加9届世界互联网大会,您有何感受? 巢巍忠:9年来,思科参与世界互联网大会,既是来倾听、学习,也是来分享的。 从2014年举办至今,世界互联网大会毫无疑问是中国互联网行业的顶级盛会。我认为这是一个非常好的平台,可以方便国内外互联网大厂相互交流、和政府保持沟通、了解政府政策法规、互联网新技术,有利于让互联网企业建立一个服务各行各业未来发展的目标和共识。 记者:您认为目前中国互联网发展状况如何? 巢巍忠:中国互联网发展的质量和速度全世界有目共睹。中国许多互联网公司在全球都有巨大的影响力。 中国互联网发展多年,在互联网的众多领域为全球贡献了许多创新的技术和思路。中国产业的转型升级和数字经济的蓬勃发展也为互联网和数字技术的进一步发展提供了巨大助推力。共享经济、教育普及、生产力服务等新技术的应用改变着企业、政府和个人的同时,也让他们真正受惠于经济数字化转型所取得的成果。我相信在接下来的发展中,这也是我们整个互联网行业需要去努力的方向。 记者:今年大会的主题是“共建网络世界 共创数字未来——携手构建网络空间命运共同体”,您认为互联网企业如何助力中国数字化转型,与世界分享数字经济的机遇与红利? 巢巍忠:思科进入中国近30年,见证了中国互联网发展以及数字经济的腾飞。作为互联网企业,思科一直致力于将最先进的技术、产品和理念带入中国,并深耕本地,与思科合作伙伴密切合作,服务中国客户。同时,积极响应国家政策,如“一带一路”倡议、“粤港澳大湾区”规划等。我们还专门组建企业出海团队加强粤港澳团队的协同合作。 此外,我们还与教育部开展合作,在2017年至2020年的3年内为中国教育投入价值约5亿元人民币等值的课程、师资培训、教学软件、教学平台和硬件实验室等,培养了约40万人次的数字化创新人才。 所以,作为互联网企业,积极为中国引入先进技术、产品和理念,培养人才,深耕本地,都是可以助力中国进行数字化转型的有效措施。 记者:在帮助中小企业发展方面,您认为互联网企业应该怎么做? 巢巍忠:从思科角度来说,我们认为中小企业是一个潜力无穷的市场,我们也会在这个市场投入更多产品,帮助中小企业找到适合本身发展的解决方案。同时我们还会积极培养人才,帮助中小企业去加快数字化转型,提高数字化能力。这是我们一直在做的事情。 记者:您认为这次互联网大会对中国未来互联网发展会带来怎样的影响?对世界又有何意义? 巢巍忠:我觉得世界互联网大会的举办对于中国和世界来说都有积极的意义。这次大会的主题是“共建网络世界 共创数字未来——携手构建网络空间命运共同体”,其实已经非常明确阐述了中国在未来数字化建设方面的目标。 作为互联网企业,我们非常高兴能够看到国家将数字化建设作为国家层面的战略之一,未来我们也将帮助更多中国企业加速、加快完成数字化转型,引进更先进的技术、培养优秀的人才,共同推动中国企业的数字化进程,助力打造一个更具包容性的未来。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |