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)
【十年中国风】“舞”动异域,天涯相约民族风****** 中新网北京10月2日电题:【十年中国风】“舞”动异域,天涯相约民族风 记者 邢蕊 提到广场舞,你脑海中会浮现出什么场景?是否是一群或烫着卷发、戴着墨镜,或身披彩色丝巾,在公园、广场伴着音乐起舞的大爷大妈们? 广场舞是一项成本低廉、简单易学且颇具社交属性的健身娱乐方式。一份早年间的行业报告显示,中国广场舞人口已近一亿。随着十年间国内外交流的脚步密集,“广场舞大妈”们,也越来越多地吸引世界目光。 “来自东方的神秘力量” 英国小哥三秒,至今都对此记忆犹新。 三秒住在英国谢菲尔德。他是中国传统文化的狂热爱好者,也是中国女婿。2019年,他和媳妇回中国探亲,在游览大好河山,品尝各式美食之余,同样令他难忘的,还有随处可见的“广场舞大妈”。 他说,自己想不通到底是怎样一种魔力,可以让互不相识的人们,在同一时间、同一地点,整齐划一地排列在一起起舞?这上头的背景音和魔性的小步伐,又是哪位节奏大师的手笔? 当他向妻子表达心中迷惑,却见对方煞有其事地笑道:“这是来自东方的神秘力量。” 这股“神秘的东方力量”正有席卷全球之势。从巴黎卢浮宫、俄罗斯红场到纽约时代广场,十年间都曾留下国人翩迁舞动的身影。 2014年,一曲《最炫民族风》响彻纽约时代广场上空,100位“中国大妈”在异国他乡的街头跟随节拍起舞,由内而外散发着自信的气场。 这是纽约中华歌舞团参与的一次快闪活动,团长冯洁至今都对当时的场面记忆犹新:“跳完以后,我们挥舞着100面五星红旗,一起合唱《我的中国心》,场面十分震撼。” 资料图:2013年1月21日,美国宾夕法尼亚大街上参加游行的华人民间舞蹈团。“神曲”背后的自信身影 当一群群东方面孔在异域高光中随性而舞,求同存异、兼容并包而又活泼豁达的中国文化特质,正跃动着勃勃生机。 从身边巷陌到异国他乡,随处可见的广场舞成为国人追求健康生活方式和展现向上精神面貌的注脚。在这背后,是一份份对美好生活的渴望,是飞速崛起的国家为普通百姓带来的幸福感和自信心。 在北京大学国家体育产业研究基地秘书长何文义看来,广场舞兼具时尚文化和体育文化属性。“广场舞的舞蹈和音乐都在不断推陈出新,受众囊括了各个年龄段,甚至包括有舞蹈功底的专业人士。当优秀人才进入这一领域,广场舞很可能从‘土文化’变成雅文化。” 何文义认为,广场舞热潮所体现出的,正是普通老百姓享受美好生活的直接过程。而在国外街头起舞的“中国大妈”,不仅是文化自信的体现,在某种意义上也是中国“文化输出”的一种形式。 来自英国的三秒眉飞色舞地告诉记者,自己看广场舞看到兴起时,也会情不自禁地加入其中,快乐得像个二十多岁的“小陀螺”。 资料图:2017年12月31日,2017“你好大妈”全国广场舞总决赛在美丽的云南西双版纳举办。陈春光 摄民族的,也是世界的 在国外生活数十年的冯洁,为了庆祝国庆60周年,于2009年创立了纽约中华歌舞团。13年时间里,冯洁和她的歌舞团一直致力于让优美的中国艺术在美国落地生根。 2015年梅西感恩节大游行,纽约中华歌舞团受邀参加。她们以侗族音乐为伴奏,编排出了一套动作简单,却颇具少数民族风情的广场舞。当身穿民族服饰的队伍走上街头,围观人群向着游行队伍高呼:“China,你好。”那一刻,走在队伍里的她和许多演员们热泪盈眶,身为华人的自豪感油然而生。 旅美20余年间,冯洁曾在美国朱莉雅音乐学院演奏并讲座过多部中国民乐作品、出版过琵琶独奏专辑,也曾自2009年起创办“纽约国庆晚会”、在大量中华艺术活动中担任节目策划人及总导演、艺术总监,还曾将来自辽宁芭蕾舞团自排的《花木兰》等多部晚会搬上美国主流舞台演出,以实际行动搭建中美文化桥梁,近距离向美国人民和华夏子孙讲述中国故事。 “我们中国的优秀文化还有很多很多,歌剧、芭蕾舞、交响乐……兼容并包,海纳百川。”她说,“这些来自中国的艺术之美,每每都会令当地观众大为赞叹。” 2015年梅西感恩节大游行现场。受访者供图。当中国风与西方世界交融碰撞,无论是“阳春白雪”的艺术表演,还是颇接地气的民间健身,都在润物无声地讲述着一个个中国故事,将兼具传统色彩和时代意蕴的中华文化推向国际舞台。而每一个故事,无不记录着优秀中华儿女的努力与拼搏。 “在美国,中国文化扮演着非常重要的角色。每次有多元文化交流活动,我们一定是最具亮点、最不可缺少被邀请的。”冯洁动情地说。而她语气中满满流露出的,是对中华文化坚定地自豪和自信。
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