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)
国铁集团:节后铁路春运累计发送旅客突破1亿人次****** 中新网2月2日电 据中国国家铁路集团有限公司(以下简称国铁集团)消息,春节以来,铁路春运客流持续回升,1月22日至2月1日,全国铁路累计发送旅客1.02亿人次,同比增加3351万人次,增长48.7%,日均发送旅客931万人次,恢复至2019年春运同期的90%,其中1月26日至2月1日旅客发送量连续7天超千万人次,铁路运输安全平稳有序。 国铁集团客运部负责人介绍,节后春运,铁路部门更好统筹新阶段疫情防控和铁路春运重点工作,更好统筹发展和安全,全力以赴打好春运攻坚战,保障广大旅客平安、有序、温馨出行,努力让广大旅客春运体验更美好。 一是最大限度安排运力。根据客票预售情况和客票候补大数据,动态优化旅客列车开行方案,最大限度满足旅客返岗需求。针对成都、重庆、武汉、长沙、南宁、昆明至广州、深圳,哈尔滨至北京,兰州至乌鲁木齐等热门方向客流增加的情况,及时采取开行夜间高铁、动车组重联、增开临客、普速列车加挂车辆等多种措施,千方百计增加运力投放,节后日均开行旅客列车近9300列,比2019年同期增长了6.8%,全国铁路单日最高开行旅客列车10600余列,较2019年春运同期增长15%。同时,保持普速列车开行规模,开好公益性慢火车,努力满足旅客出行需求。 二是持续提升服务品质。针对节后四川、重庆、河南、湖南广西、陕西等地务工人员集中出行的情况,与地方政府、用工企业紧密联动,大力开行“点对点”务工专列,在进站、候车、检票、乘车等环节开辟专用通道和候车区域,提供全程服务,助力务工人员安全顺利返岗。加大餐饮、供水、保洁等旅途服务保障力度,继续落实好按年龄实行儿童优惠票、便捷中转换乘、网络订餐等便民利民惠民举措,加强老幼病残孕等重点旅客服务,持续提升旅客出行体验。优化旅客乘降组织,动态增加进出站通道数量,深入开展青年志愿者服务活动,强化与公交、地铁等市政交通接驳,打通旅客出行服务“最先一公里”和“最后一公里”。 三是保障健康安全出行。严格落实站车疫情防控措施,引导旅客有序分散进站候车,保持安全距离,做好站车通风消毒,积极推广无接触服务,加强旅行健康站车宣传提示,引导旅客全程佩戴口罩,加强自身健康防护,强化路地联防联控,有序做好应急处置工作,全力打造平安健康旅途。春节假期,国铁集团各级领导干部下沉春运一线,带领广大铁路职工加强调度指挥、线路巡查、设备检修等工作,积极应对大范围雨雪天气,有力保障了铁路春运安全和秩序。 该负责人指出,从目前铁路12306售票数据分析看,元宵节前后,务工流、学生流叠加,铁路春运客流仍将保持高位运行,部分地区客流高峰将超过2019年同期。铁路部门将根据客流需求,最大限度增加运力,加强旅客运输组织,科学有效应对大客流,在前期安排的基础上,日均再增加开行临客200余列。同时,提示广大旅客朋友,春运期间客流量大,请严格按照车票到发站乘车,加强自身健康防护,共同维护良好出行环境。在列车超员情况下,为保障运行安全,旅客列车将不办理旅客延长乘车服务,对于故意不按照票面到站下车,不符合继续乘车条件的旅客,列车工作人员将劝导其在就近的前方站下车。(中新财经) 中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |