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)
四位互联网企业负责人热议“大流量”“正能量”:技术向善 汇聚“善流”****** “目前,在B站有超过200万中国风作品。过去一年,观看此类视频的人有1.36亿。我们自己也会制作一些和传统文化相关的内容,比如,《花好月圆夜》《舞千年》等。”在2021中国网络媒体论坛内容论坛期间,哔哩哔哩董事长兼CEO陈睿说,B站的UP主大部分是90后、00后的年轻人,去年他用四个词来形容B站的UP主:年轻、有才华、有创意和正能量。 2021中国网络媒体论坛由中央网信办、中央广播电视总台、广东省委网信委主办,以“发展与秩序:让大流量澎湃正能量”为主题。在陈睿看来,主旋律、正能量的内容需要用年轻人喜欢的方式传播,用他们听得懂的话语来传播。传统文化要让年轻人演绎和参与,这样才有生命力。“如果年轻人都不喜欢传统文化,恐怕再过几十年,传统文化就要进博物馆了。” 2021中国网络媒体论坛在广州举行 本次论坛还设置了技术、内容、责任、产业、大湾区五个平行论坛,分别围绕“创新:技术赋能”“传播:塑造价值”“责任:共治共享”“发展:行稳致远”“大湾区:一网相联”等主题展开研讨交流,碰撞思想火花。期间,腾讯公司副总裁陈勇也表示,近十年里,正能量不断深入人心,成为砥砺奋进的时代符号;媒体融合也在加速,全媒体的传播技术和内容创新精彩纷呈,一大批精品力作成为传播过亿的爆款,为正能量传播注入了澎湃动力。 在陈勇看来,流量如同一枚硬币,一面是网民对平台的信任,另一面是平台严肃的责任和庄严的使命。与大流量相伴相随的,是时代的使命,是向善的选择,是用户和社会的价值依归。只有不断创新技术、内容与用户之间的连接形态,不断丰富连接场景,才能推动正能量的流量生态走向壮大。 字节跳动展台工作人员在展示VR技术体验 “未来的世界是靠数智、算力、算法驱动的世界。”产业论坛上,阿里巴巴集团副总裁、阿里云研究院院长肖利华表示,整个媒体发展过程和ICT技术(信息、通信和技术的组合),包括云技术,都在同步往前发展。 肖利华认为,媒体产业在数字技术发展过程中会不断创新,核心是五个方面:一是计算,视频、图片在传输、存储、计算过程中会有一系列大的变化;二是数据,在大数据时代怎样将不同类型的数据进行高效精准匹配会有很大变化;三是AI生产过程中会大幅度改变媒体;四是端,在云网端一体化、媒体元宇宙的时代,创新一定会加速整个过程;五是安全,安全是底线,必须要守住。 “新一代数字基础设施,推动了数字经济崛起,互联网已全面融入经济社会发展和人民生产生活。实体经济的数字化、产业价值链的重塑,正在诞生越来越多的新业态新模式。”快手科技联合创始人、内容安全委员会主席杨远熙说。 “数字经济深刻影响了各行各业,是挑战,更是机会。”在杨远熙看来,数字经济在重塑物理空间和实体经济,也同时在打造一个更大的数字空间。他认为,媒体的数字化转型升级,需要大胆运用新技术、新机制、新模式,以实现传播效率的最大化和传播效果的最优化。(文/图 记者 姚坤森 李政葳 潘迪) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |