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)
一日即四季 四季如一日……这是专属辽宁舰的“春夏秋冬”****** 新春走基层丨一日即四季 四季如一日……这是专属辽宁舰的“春夏秋冬” 我国首艘航母辽宁舰入列十年来,航迹不断延伸,使命向深蓝拓展。无论寒冬酷暑,舰员们始终坚守在各自岗位,为战舰破浪前行、战鹰高空翱翔提供坚实保障。今天的新春走基层,我们走进海军辽宁舰,一起感受官兵们别样的“春夏秋冬”。 辽宁舰舰员 一天之内感受四季变化 这里是海军辽宁舰,上下有20多层甲板,舰员们分布在几十个不同岗位上,辽宁舰的训练海区也从渤海直到西太平洋。舰员们可以在一个航段,甚至一天之内,经历春夏秋冬的四季变化。 出海期间,在一天的巡查中,工作人员从深舱走到甲板、机库,见证了从夏季到冬季的气温变化。 现在的辽宁舰出海执行任务,经常南北跨越20多个纬度,气温相差30℃。在这样的环境下,气象水文保障对航母航行、舰载机起降至关重要。 舰艇上的“气象台” 辽宁舰气象班每天都要观测风向风速、能见度和各类天气现象,对危险天气进行预警预判。他们观测的实时数据会提供给预报员,最终变成送到驾驶室、塔台的气象保障建议。 一次任务中,歼-15战斗机正在进行起降训练,气象研判两个小时后有零星降水,建议尽快结束飞行。当时,海区内还是一片晴空,大家都对天气会商的结果产生了怀疑。但两个小时后,云雾逐渐笼罩,降水如期而至。 辽宁舰的气象水文中心是全军第一家设立在舰艇上成建制的“气象台”。他们在波谲云诡的远海大洋中洞悉战场风云,伴着辽宁舰的深蓝航迹不断成长,为航母和战鹰保驾护航。 从冬天出发 一路驶向夏天 甲板上,一架架歼-15飞机依次起飞、精准着舰。身穿紫色甲板识别服的航空油料兵承担着为战机加油的工作。在辽宁舰执行任务中,每天天还没亮,航空油料兵就得早早来到飞行甲板,开始一天的保障准备。 他们也是最靠近舰载机的人,也是最直观地感受着温湿、冷暖变化的人。有时候一个航次下来,他们从冬天出发,一路驶向夏天。无论气象条件如何,他们始终坚守在战位。 从北到南,气温从零下上升到二十多摄氏度,甲板保障人员脱下了厚重的防寒服,换上了轻便的夹克。 这就是专属辽宁舰的“春夏秋冬” 一日即四季 四季如一日 航母人用日复一日的坚守与奉献 践行枕戈待旦 胜战有我的 铮铮誓言
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