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)
新春走基层|雪山之巅的忠诚与坚守****** 在祖国西南边陲,为了有效应对边境突发情况,西藏日喀则军分区某团官兵,在海拔4500米的雪域高原长期驻训,他们把对家人的思念深埋心底,用自己的青春奉献扛起使命担当,出色完成了各项边防任务。今天的“新春走基层”报道,让我们跟随记者的镜头,走上雪山之巅,感受驻训官兵的忠诚与坚守。 一大早,记者从团部出发,跟随物资保障车上山前往驻训点,3个小时的车程,山路蜿蜒曲折,海拔不断攀升,气温不断降低。 抵达驻训点时,官兵们正在展开战备训练。三年前,针对边境复杂态势,日喀则军分区派出整建制部队来到这里长期驻训。这里地理位置险要,不仅高寒缺氧,风力常年在7级以上。在大风和沙尘的肆虐下,官兵们的训练仍然按照既定计划顺利完成。正在给大家进行复盘讲解的荆金龙班长,今年是第12年的老兵。他告诉记者,三年前,他们刚到这里驻训时,只能住地窝子和帐篷,如今的条件已经改善了许多。 这些年来,驻训点的配套设施日益完善,不变的是,自然环境依然恶劣,官兵们始终不畏艰苦、默默坚守。 快要过年了,荆班长收到了一份特殊的礼物,那是来自老家河南漯河的特色年画。年画一展开,荆班长嘴角的笑意就止不住了。 甜甜出生的时候因为早产,荆班长来不及赶回家去,心里一直很愧疚。 西藏日喀则军分区某团班长 荆金龙:一次生日也没有陪她过过,回到家里边,看到她,心里边就泛酸。然后,我妈把我女儿抱过来的时候,我女儿就看到我很害怕,躲着我不让我抱,我去抱她的时候她哭了,我就认为当父亲,当到这个份上,还是比较失败的。她指着电视上的军人喊爸爸的时候,我真想穿着我的军装跑到她面前,抱着她,爸爸回来了。 总说军人的泪水都化作了汗水,荆班长在连队是出了名的硬汉,入伍多年来参加过管边管控、战备执勤、应急处突等多次军事行动。 西藏日喀则军分区某团班长 荆金龙:我会把自己的责任给扛起来,把手里边这一把枪给握稳、握紧。 过年前,驻训点组织了一场授衔仪式,这些新战士去年一入伍就来到了这里,面对荒无人烟的陌生环境,他们战风沙、斗严寒,经历了整整一年的磨炼,完成了从新兵到老兵的成长。 (央视新闻客户端 总台央视记者 王晓丹) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |