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)
台湾青年小提琴手:在北京度过人生黄金十年****** 中新社北京12月19日电 题:台湾青年小提琴手:在北京度过人生黄金十年 中新社记者 邢利宇 从2013年初到北京至今近10年,国家大剧院管弦乐团第一小提琴手、台湾青年李佳颖说,这十年是自己人生的黄金时期。 李佳颖,出生于台湾新北市,4岁学钢琴,8岁误打误撞进入学校弦乐团,被分配拉小提琴。 资料图为李佳颖演奏小提琴。 中新社发 受访者 供图“我的梦想就是成为一名音乐家”,李佳颖回忆,自己从小对声音敏感,“都不太需要学习辨析音高什么的,自己能摸索出来。第一个学会的曲子不是乐谱本上的,而是自学了一个咖啡广告的配乐。” 中学毕业,李佳颖考入东吴大学音乐系、主攻小提琴,大学毕业后到德国弗赖堡音乐学院深造,取得小提琴演奏硕士学位。 资料图为李佳颖(左)与维也纳爱乐乐团小提琴首席Rainer Honeck一起演出后合影。 中新社发 受访者 供图“北京是我毕业后最想去的地方”,李佳颖说。当时距北京成功举办(夏季)奥运会过去了5年,他认为,经过如此重大国际运动赛事的举办,北京各方面一定更优秀,“我当时就想一定要来看一看。” 最初半年,李佳颖边在培训机构教学生拉琴,边熟悉京城的生活,也慕名去国家大剧院听音乐会,内心升腾起要到国家大剧院工作的想法。 念念不忘,必有回响。半年后,李佳颖盼到了国家大剧院管弦乐团面向社会招聘的信息。凭借扎实的演奏功底,他顺利考入乐团并进入小提琴第一声部。创建于2010年的国家大剧院管弦乐团,已演绎近70部国家大剧院版歌剧,成就了瓦格纳《罗恩格林》《纽伦堡的名歌手》、普契尼《西部女郎》等多部重磅经典的中国首演,并担纲印青《长征》、郭文景《骆驼祥子》等17部中国歌剧的世界首演。 资料图为在武汉巡演期间,国家大剧院管弦乐团为李佳颖庆祝生日。 中新社发 受访者 供图“我们乐团比较年轻,但在国内也是相当顶尖。乐团与世界其他国家和地区的主流剧院联系非常密切,运营方式先进,未来可期。”说起乐团,李佳颖言语中流露出归属感与自豪。 2014年,加入乐团不到一年的李佳颖随乐团到美国、加拿大巡演,之后还去过意大利、阿联酋等国家和地区,“我们每年都有世界巡演,国内巡演也有。”李佳颖说。回忆起到歌剧之乡意大利演出中国歌剧,他依然感觉“特别震撼,也特别有意义。” 对李佳颖来说,感受更深的是高强度演出对个人成长的促进。“我们一年要演100多场,包括歌剧和音乐会等,需要在很短的时间内掌握很多曲目。这是很大的挑战。” 歌剧是李佳颖在学生时代比较不喜欢的演出方式,接触也较少;因为工作关系,现在须经常演奏歌剧,而且一演就是三个小时起。“接触了很多歌剧后,我发现歌剧确实是古典音乐之精华。”李佳颖说,歌剧颠覆他以前的认知,演奏想法和方式也有很大改变,“是非常好的成长”。 工作之外,李佳颖会和同事朋友聚餐,也喜欢在京城四处探访。“北京进步太快,变化太大了,”李佳颖感慨,各种拔地而起的新建筑,以及共享单车、移动支付等各种便利的生活形态,“在北京就感觉哪哪都特别火热,充满活力。” 李佳颖也投入到两岸文化音乐交流等相关项目中,希望更多台湾年轻人来认识北京,了解大陆。他与几位在京台胞共同参与主办的“两岸文化交流音乐比赛”将于12月24日在台湾地区举行初赛,比赛优胜者预计明年2月可以到北京参观体验。 不久前李佳颖还拿到了国家大剧院的终身合同,“这是对我工作上的肯定和能力的认可”,他说,非常开心在北京和国家大剧院度过人生的黄金十年,未来人生的规划依然是留在乐团,继续精进。(完)
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