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)
曾发出“最后一电”震动全国 抗日老兵卢庆贻去世****** “此电恐为最后一电,来生再见。”这是抗日战争期间震动中国的“最后一电”中最为著名的一句话。 这封电报出自1944年的衡阳保卫战,约17000名中国士兵面对超过10万日军,坚守衡阳47天,打退日军多次进攻,直到弹尽粮绝时发出了这封被称为“最后一电”的电报。这封电报后经报纸报道,闻名全国,激励了国人的抗日热情。 2023年1月9日,当年发出了“最后一电”的发报员、抗战老兵卢庆贻的儿子卢先生向北京青年报记者表示,其父亲在1月8日上午10时55分于湖南湘潭去世,享年94岁,“父亲一直教育我们做人要诚实,要走正道,堂堂正正做人。他曾谈起战争时命悬一线的经历,但直到此前有人调查相关的历史时,他才说起自己就是著名的‘最后一电’的发报人。” 卢庆贻13岁报名参军 湘潭市退役军人事务局此前发布的文章中介绍,1941年,刚满13岁的卢庆贻报名参军,投身抗日,被分配到第十军军部。1944年,为扭转太平洋战场不利局面,日军急于打通从中国东北到东南亚的大陆交通线,疯狂实施所谓“一号作战计划”,扼守粤汉铁路的长沙、衡阳是主战场之一。当年5月底,第四次长沙会战爆发。日军主将找到中国守将的战法漏洞,狡猾地实施作战计划。当年6月,长沙沦陷,衡阳北面再无阻挡,日军大举南下进犯。第十军奉命死守衡阳,寸土不让,等待援军,但双方实力悬殊,守军只有17000余人,日军兵力超过10万人,还动用大量飞机大炮对守军阵地和衡阳城狂轰滥炸。 1944年8月6日发“最后一电” 文中介绍,卢庆贻曾回忆说,1944年6月下旬,日军三个师团对衡阳城发起第一次强攻,从地面和空中进行狂轰滥炸。但守军士气高涨,沉着应战,顶住敌人猛烈炮火,日军阵地几乎没有向前推进一步。“日军还使用了毒气,我军整整一个排的人都被毒死。城内的防毒面具都被送到前线,但还是远远满足不了需要,后来只能把毛巾打湿后围在脸上防毒。”卢庆贻说。此后,中国军队又先后打退了日军的两次强攻,但守军粮食弹药补给吃紧,援军却迟迟不到。8月6日,守军拟好了一道电报,由译电员交给卢庆贻,卢庆贻随即将电报发往芷江,后经由芷江空军台转往重庆。此后,卢庆贻被日军俘虏,万幸在被日军强迫劳动时逃脱,抵达贵阳后,才第一次从报纸上看到了他拍发的“最后一电”全文。 70多年后仍能背完整段电文 卢庆贻的儿子告诉北青报记者,父亲当时是部队中的电报员,当时译电员给卢庆贻的是电文代码,他自己并不清楚发布的电报具体内容,直到抵达贵州才了解到自己当时拍发的电报引发了全国热烈的反响。 据新华社此前报道,70多年后,卢庆贻在接受采访时仍能一字不差地背完整段电文。衡阳沦陷后,不少阵亡中国士兵遗体暴露于野,长时间没得到安置。抗战胜利后,包括卢庆贻在内的60多名第十军士兵赶到战场,用4个多月时间收集了3000多具阵亡将士遗体,全部合葬在衡阳城郊张家山一带。卢庆贻的儿子说,近些年父亲还曾和他一起去过张家山,“父亲给我讲当年这一带的情况,回忆当年的故事。”1946年,卢庆贻回到老家务农,再也没有出去。 据新华社报道,2015年9月3日,卢庆贻作为抗战老兵代表,受邀到北京参加纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵,并于当天坐上第11号阅兵车接受检阅。在卢庆贻卧房里,墙上挂着很多他参加抗战纪念活动的照片,桌上摆着各种荣誉和纪念勋章。“跟那些牺牲的战友相比,我算幸运的。无数将士官兵献出宝贵生命,才换来如今的和平生活。”卢庆贻说,“我们要珍惜和平,希望永远不要再有战争。” 卢庆贻的儿子向北青报记者表示,目前家人正在操办老人的后事,“父亲曾给我们讲过战争的残酷,谈起他九死一生的经历。但一直没提起自己就是‘最后一电’的发报人,直到前些年有研究者得知他是衡阳保卫战的亲历者,找他了解情况,老人才讲述了自己发出‘最后一电’的经过。在日常生活中,他也一直教育我们一定要做个诚实的人,要走正道,做一个正派的人。” 文/本报记者 屈畅 统筹/孙慧丽 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |