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)
访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺****** (第五届进博会)访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺 中新社上海11月4日电 题:访谈|进博会“五届老友”AGC:将深化植根中国的长期承诺 中新社记者 许婧 作为进博会的老朋友,日本AGC株式会社执行董事、AGC集团中国总代表上田敏裕在接受中新社记者专访时表示,中国通过进博会释放出“向全世界敞开大门”“中国经济强有力的发展”的信号。 自2018年首次参展,AGC持续借力进博会开放、合作、共赢的平台效能,共享中国发展机遇,连续五年亮相进博会。 上田敏裕介绍说,今年,AGC将以“碳中和”为主线,围绕“AGC创新材料,守护蓝色星球”的主题,分绿色能源、智能增效、多维创新三大板块,展示近40件全球领先的材料产品和创新成果。“我们希望用材料的力量,在EV电动车以及中国倡导的新基建领域,助力发展。” 除了现场展出的产品,AGC还带来新的材料项目的落地。上田敏裕透露,本届进博会期间,他将前往景德镇,与当地政府合作落实数字化精密陶瓷3D打印项目。该项目是使用AGC研发生产的新材料"铂丽砂",依靠3D数字成型技术,经传统瓷器高温烧制上釉工艺,以浮雕为主要表现形式的瓷器艺术崭新类别。 AGC的前身是成立于1907年的旭硝子株式会社,于20世纪70年代进入中国,目前已在华发展40余年,深耕汽车、电视、智能手机等领域多年,实现了从产品制造向“制造加销售”的转变。 目前,AGC在苏州落地了全球首条大型复杂形状车载显示器盖板玻璃生产线,在深圳建成了世界上最大尺寸的液晶玻璃基板第11代工厂。相关项目把来自日本、意大利、比利时、德国等国家的350名技术人员带到中国。 在上田敏裕看来,对习惯藏身“幕后”的材料企业而言,进博会是一个能全方位展示自己的舞台。首届进博会上,旭硝子株式会社正式宣布从“旭硝子到AGC”的公司名称变更计划,第二届进博会上又推出了最新的中文名字“艾杰旭”。“AGC在进博会上两次推出新名字,让企业形象在中国消费者心目中逐渐清晰;进博会这个舞台,也让AGC和我本人结识了很多商界、政界的合作伙伴,收获远超预期。” 上田敏裕也注意到,眼下全球经济增速持续处于低位,全球化进程出现“退潮”,但他近几年仍切身感受到中国营商环境的“进化”,AGC伴随并见证着中国的发展一起成长,尤其是近20年,中国从全世界最大的工厂成为全球最大的市场,AGC中国的业务也在发生变化。 “长期来看,中国市场仍具有巨大吸引力。”上田敏裕告诉记者,在华外资企业十分关注中国经济和中国市场以及中国经济接下来的发展动向,如果能克服疫情带来的影响,相信外企投资会很快增加。 上田敏裕2017年就任AGC中国总代表,在此之前他对中国并不熟悉。今年6月,他拿到中国绿卡,“一方面证明了自己被中国社会所认可,另一方面让我坚信搭建连接日中两国的‘空中桥梁’是非常正确的事,将来应该做更多推动日中友好的工作”。 “双方有互相了解的机会非常重要,我愿意主动制造这种机会,对话和交流非常重要,唯如此才能解决问题。”展望未来,上田敏裕说,AGC将继续以材料产业为基石原点,进一步深化植根中国的长期承诺,为中国经济的发展贡献力量。(完) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |