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)
首批网络数字版本入藏中国国家版本馆****** 版本,是记录历史、传承文明的“金种子”。网络数字版本,是“数字中国”建设与发展进程中,传承中华文明的数字化载体。中国国家版本馆作为国家版本资源总库和国家版本数据中心,全面启动了网络数字版本入藏计划。12月29日上午,中国国家版本馆首批网络数字版本入藏仪式在深圳文博会现场举行,来自腾讯公司、阅文集团、腾讯音乐娱乐集团三家互联网企业的首批优秀网络数字版本,入藏了中国国家版本馆。 12月29日,正在深圳举行的第十八届文博会上,中国国家版本馆中央总馆携手西安、杭州、广州三家分馆首次集体亮相,展区面积500多平方米。中国国家版本馆入藏版本量近2400万余册/件,展品涵盖十大类版本类型,旨在打造国家版本典藏中心、展示中心、研究中心、交流中心,更好发挥以史鉴今、启迪后人的重要作用。图为中国国家版本馆展区和展出的文创产品。新华社记者毛思倩摄 数字版本入藏工作开启新阶段 “汇聚入藏有历史文化传承价值的数字版本资源,是国家版本馆履行国家版本资源总库和国家版本数据中心建设职能的体现。”中国国家版本馆副馆长王志庚表示。 据了解,腾讯公司、阅文集团、腾讯音乐娱乐集团作为首批原创网络数字版本入藏国家版本馆的支持企业,分别遴选推荐了旗下原创于互联网环境的典型作品与项目,覆盖网络文学、网络视频、网络游戏、数字文保、数字音乐等五大类、45项不同形态的网络数字版本,标志着中国国家版本馆数字版本入藏工作开启新阶段。 以首批入藏的网络数字版本为试点工作“样板”,中国国家版本馆将分步骤、分阶段完成数字版本收藏、索引、研究、展示、交流、应用全流程设计,起草并完善数字版本入藏工作制度、管理规范和相关标准,探索建立平稳有效的常态化工作机制,面向电子图书、数字报纸、数字期刊、数字音乐、网络文学、网络视频、网络动漫、网络游戏、网络应用等各类承载文化内容的数字版本,选取传承中华文明、彰显中国精神、展示中国形象的典型精品,全面开展入藏工作。 入选作品彰显数字时代文化新韵 此次入藏的45项网络数字版本均是我国近年来各文化领域的代表性作品,充分彰显了数字时代文化新韵与文化成果创造性转化的新特点。 据介绍,《王者荣耀》与《和平精英》成为首批入藏的两款网络游戏。游戏产业既是文化科技创新生态的受益者,也是文化科技创新生态的建设者。近年来,游戏产业不断推动与传统文化深度融合,持续与科技、文化成果“跨界联动”,让用户在游戏中感受到优秀中华传统文化的无穷魅力,从山脉河流、古代建筑、人物造型、服装服饰、生活道具、诗词歌赋等多个维度了解中华传统文化知识。 积极探索内容交互趣味性与社会价值普及性的结合,尝试运用游戏化手段传递积极向上的正向社会价值,也是入选产品的一大特征。 例如,《普通话小镇》是在教育部语言文字应用管理司的指导下制作的功能游戏,专门为普通话基础薄弱人群定制学习场景和内容;《星火筑梦人》是腾讯在共青团中央宣传部的指导下制作的多元内容合辑,采取数字化手段同步推出游戏、有声书、主题曲等多种类型的内容,生动再现了百年前中国热血青年觉醒奋起、星火燎原的“筑梦年代”。 在网络视频类型中,包括《扫黑风暴》《敦煌:生而传奇》《邻家诗话》《中国好故事》等在内的17部反映时代新风的优秀作品入藏,类型涵盖了电视剧作品、纪录片作品、综艺作品,以及动漫作品。而在网络文学类型中,则有由阅文集团提交的《复兴之路》《大国重工》《朝阳警事》等10部作品入藏。 在数字音乐类型中,腾讯音乐娱乐集团推荐的8首中国韵音乐入藏,包含京剧、昆曲、沪剧等多种传统曲艺风格,笛、琵琶、古筝等传统乐器演奏形式,以及诗、词、赋等传统文体风格。既描绘了江南、川蜀、闽南等区域的地方特色和人文精神,还结合多元音乐创作手法进行大胆创新,展现出中国音乐在新时代与时俱进的生命力。 12月29日,正在深圳举行的第十八届文博会上,中国国家版本馆中央总馆携手西安、杭州、广州三家分馆首次集体亮相,展区面积500多平方米。中国国家版本馆入藏版本量近2400万余册/件,展品涵盖十大类版本类型,旨在打造国家版本典藏中心、展示中心、研究中心、交流中心,更好发挥以史鉴今、启迪后人的重要作用。图为中国国家版本馆展区和展出的文创产品。新华社记者毛思倩摄 “数字档案”记录数字中国时代进程 首批入藏网络数字版本中,不仅有优秀的内容作品,也有与数字技术应用密切相关的重大文化事件和堪称经典文化项目的“数字档案”。 例如此次入藏的“数字长城”项目,借助腾讯自研的“程序化生成”、云游戏等多种游戏技术,首次通过扫描重建,数字化复刻了一段长约1公里的喜峰口长城,实现全球最大规模文化遗产毫米级、交互式数字还原,让用户在手机端就能欣赏3A级的视觉和互动效果。 在“中国传统器乐数字化保护计划”中,针对珍贵乐音、古乐谱因缺少系统记录而消逝的问题,建立围绕声、谱、器的中国传统器乐数字资源库。项目以专业的音频设计及算法能力,助力中国传统器乐的乐音、乐谱、乐器的数字化存储,并在音色采集保存、古乐谱研究等方面展开保护和科普工作。 天涯共此楼沉浸式文旅项目,则将游戏《天涯明月刀》与福建永定客家土楼结合,以“线上场景重塑+线下实地修缮”的方式,打造集电竞、民宿、文创、5G+4K云演艺及沉浸式体验和表演于一体的文旅新地标,以国风文化助力文旅产业高质量发展。 “国家版本馆将持续联合社会各方力量,共同探讨原创网络数字版本入藏的工作机制、流程与标准,优选入藏更多传承中华文明、彰显中国精神、展示中国形象的精品网络数字版本,从版本视角做好新时代中华文明的记录典藏。”中国国家版本馆党委书记、馆长刘成勇表示。 中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |