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)
舌尖上的新疆兵团:“黄金烤肉”在传承中铺就致富路****** (新春走基层)舌尖上的新疆兵团:“黄金烤肉”在传承中铺就致富路 中新网乌鲁木齐2月3日电 (戚亚平 张芷榕 刘茹)每天13点一到,位于新疆生产建设兵团第十四师皮山农场科技路社区的“我喜欢烤肉店”门口就排起了队,前来购买、品尝“黄金烤肉”的顾客络绎不绝。 “‘黄金烤肉’特别好吃,准备买回家和爸爸妈妈一起品尝,味道特别香,大家有时间也来尝一尝。”居民约麦尔·麦麦提说。 “黄金烤肉”新鲜出炉。 刘茹 摄记者近日来到皮山农场“黄金烤肉”第三代传人排尔哈提·吾斯曼家的烤肉店看到,兄弟俩正将玉米面过筛,金灿灿的玉米面在筛盘下快乐飞舞着,营造出一种专属于塔克拉玛干沙漠的飞沙景象,不免令人惊叹。 起初,排尔哈提·吾斯曼家并不富裕,其祖辈就利用当地磨细的玉米面,研制了一款类似江南传统名菜“粉蒸肉”一样的美食——由玉米面包裹的馕坑烤羊肉。 这款用炉火烤制的“黄金烤肉”,得到民众的喜爱。 地处塔克拉玛干沙漠边缘的皮山农场属暖温带干旱荒漠性气候,羊肉是民众一年四季不可或缺的食物,不同季节食用羊肉也有不同的讲究。 用炉火烤制的“黄金烤肉”深受民众喜爱。 刘茹 摄制作“黄金烤肉”时,排尔哈提·吾斯曼先将新鲜羊肉切成均等的1公斤,再由姐姐用针和棉线串起,打好结后放在盐水中浸泡。静待1小时立即捞起,撒入提前配好的孜然和辣椒面,均匀搅拌使羊肉充分入味。 接着,由弟弟完成下一步骤,涂抹金黄色纯天然的玉米面,羊排和玉米面自然地融合。 另一边,排尔哈提·吾斯曼将盐水洒向馕坑里,把炉火调节到合适温度,将串起烤肉的铁钩一串串依次挂在坑口上,盖上盖子,用棉布平铺在盖顶保温,再用沙土完全覆盖。 耐心等待2小时后,“黄金烤肉”出炉。 “我们家的‘黄金烤肉’特别好吃,很嫩。希望大家来品尝。”排尔哈提·吾斯曼说。 顾客购买“黄金烤肉”。 刘茹 摄在等待烤制的时间里,一家人分工明确,两兄弟擦桌子、拖地,姐姐则会利用微信发布动态。如今消费模式升级,当有顾客需要预定时,都会提前线上联系。 排尔哈提·吾斯曼曾在2020年去烹饪学校学习,回家后将“黄金烤肉”的制作流程、腌制配方、烤制时长等进一步改良,做出老少皆宜的烤肉。 据悉,皮山农场“黄金烤肉”在和田地区小有名气,可口的味道和优良的服务,赢得农场及周边地区消费者的青睐。 时光流逝,排尔哈提·吾斯曼家里第四代小小烤肉家也在茁壮成长。他们写完作业,闻着飘香的烤肉味,走到室外的馕坑前,时而观看长辈们的烤肉过程,时而微笑看着每一个前来购买烤肉的顾客……(完)
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