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)
构建新时代海洋命运共同体****** 作者:王胜(海南省中国特色社会主义理论体系研究中心特约研究员,中国南海研究院党组书记、院长) 党的二十大报告提出“促进世界和平与发展,推动构建人类命运共同体”,并将“推动构建人类命运共同体”作为中国式现代化的本质要求之一。海洋命运共同体是人类命运共同体理念的丰富和发展,是人类命运共同体理念在海洋领域的具体实践。当今世界正经历百年未有之大变局,全球海洋治理形势亦面临巨大挑战。海上霸权主义不时显现、海洋环境污染负面效应不断溢出、小岛屿经济体因气候变化、海洋污染等影响面临着严重的生存和发展困境,这些海洋治理领域的挑战亟需新的治理理念、理论和方法。“海洋命运共同体”这一重要思想,为全球海洋治理指明了新的方向。 构建新时代海洋命运共同体,要深刻领悟其精髓要义。海洋命运共同体思想与人类命运共同体思想一脉相承,是人类命运共同体理念在海洋领域的具体实践和全新拓展。从政治上来看,海洋命运共同体致力于构建全球海洋和平环境,促进国际海洋秩序的公平正义。从经济上来看,海洋命运共同体旨在实现全球海洋可持续发展和实现共同繁荣;从安全上来看,海洋命运共同体理念倡导树立共同、综合、合作、可持续的新安全观,反对海上霸权主义,走互利共赢的海上安全之路,合力维护海洋和平安宁。从文化上来看,海洋命运共同体理念主张文化交流互鉴与开放包容。从生态环保上来看,海洋命运共体主张保护海洋生态环境,有序开发利用海洋资源,实现海洋的绿色、低碳和永续发展。海洋命运共同体思想搭建起了中国参与全球海洋治理的“四梁八柱”,构建了政治、经济、安全、文化、生态等“多位一体”的理论体系,深刻展现了中国和合思维,是“天下大同、亲仁善邻、爱好和平、互利共赢”等传统文化精髓在当代全球海洋治理领域的具体呈现。 构建新时代海洋命运共同体,要坚决反对错误思维。一是要反对全球海洋霸权主义思维。15世纪末的全球地理大发现,使人类前所未有地通过海洋联系成了一个整体,覆盖地球表面71%面积的海洋自此成为强权争霸的重要舞台之一。海洋霸权国家轮番登场,纷纷试图构建以自身实力和单边利益为基础的海上安全、海上贸易秩序,“落后”国家的被侵略、征服、残杀、掠夺和奴役贯穿其中,甚至多次将人类置于战争的阴霾。 二是反对海洋零和博弈思维。海洋足够宽广,容得下所有国家的发展,海洋不是“你输我赢”的零和博弈舞台,部分国家秉持冷战思维,在海洋安全领域建立排他性安全同盟,只能恶化全球海洋安全形势。 三是反对“公地”思维。海洋资源丰富、蕴藏巨大发展能量,但海洋不是一片可以无限攫取的“公地”,全人类应该携手努力解决海洋环境污染、渔业过度捕捞、海洋生物多样性受损等“悲剧”。四是反对“搭便车”思维。海洋是全人类的共同财富,没有国家可以独善其身,每个国家都应承担与其权利和利益相匹配的责任,共同担负起全球海洋可持续发展的责任。 构建新时代海洋命运共同体,要持续加强国际合作。一是要和全球重大海洋倡议进行对接。联合国2030可持续发展议程制定了“保护和可持续利用海洋和海洋资源以促进可持续发展”的目标,海洋命运共同体理念与其深度契合,相互补充,相辅相成,中国推动构建新时代海洋命运共体就是要在以联合国为核心的多边主义框架下与全球海洋倡议协同增效,共同发展。 二是要积极打造面向全球的蓝色伙伴关系。把发展蓝色伙伴关系培育成中国与全球海洋国家关系的新增长极。 三是积极在21世纪海上丝绸之路框架下加强与海洋国家的“五通”建设,秉持“共商、共建、共享”原则,奉行“己欲立而立人、己欲达而达人”的理念实现休戚与共的发展。 构建新时代海洋命运共同体,要推动实现共同繁荣发展。海洋资源的开发与利用日益成为人类新的“蓝海”领域,海上新能源的开发与利用、海工装备的研发与运用、海洋生态环境的修复、“蓝碳”领域的市场技术和人才合作、海上互联互通建设正日益成为全球海洋国家实现发展的重要途径,推动具体领域的务实合作,成为构建海洋命运共同体的必由之路。 作为人类命运共同体的拓展与实践,海洋命运共同体蕴含了丰富的理论和实践价值,能够指引人类化解当前全球海洋治理面临的一系列挑战与困境。在后疫情时代,全球海洋国家更加期盼构建公平正义的海洋安全秩序,更加追求实现绿色、低碳和可持续的共同繁荣发展,更加坚定奉行走合作共赢的海上安全之路,更加笃定全球海洋文化的开放包容,更加注重保护海洋生态环境。海洋命运共同体理念必将引领人类迈向更加美好的未来。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |