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)
兔年“说文解字”：“卯兔”有哪些文化内涵？****** 中新网北京1月20日电(记者 上官云)转眼间，农历兔年来了。按照生肖纪年的说法，十二生肖包括鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪，流传至今。 十二生肖的历史很悠久，据说在先秦时期已有相关记载。北京中外文化交流研究基地副主任孟德宏表示，兔子的生命力极强，我们的先民很早就将兔子当做瑞兽加以看待，《瑞应图》中记载，“赤兔大瑞，白兔中瑞”。 他在接受中新网记者专访时提到，结合十二地支，人们常常说的“卯兔”，本身其实代表着黎明、春天、无限的生机与活力。  资料图：南京市工艺美术大师、非遗剪纸传承人陈耀在其工作室展示他创作的兔年剪纸作品，迎接新春佳节的到来。 中新社记者 泱波 摄“卯兔”的“卯”有啥含义？ 关于十二生肖或者说“属相”的起源，有着不同说法。有观点认为，生肖文化起源于图腾文化；也有观点认为，十二生肖起源于动物崇拜。 在人们的口口相传中，也常常能听到“卯兔”的叫法。孟德宏认为，“卯”是十二地支之一。用“卯”来与“兔”相对应，说明古人认为二者之间存在着某种特定的联系。 “卯”的甲骨文字形，则很像是门被打开的样子，例如《说文解字》认为“卯”“象开门之形”，并指出“二月为天门”。在此基础上，段玉裁解释为“卯为春门，万物已出”。 同时，《说文解字》也将“卯”音训为“冒也。二月万物冒地而出”。段玉裁引用《律历志》进一步阐发说，“卯之为言茂也。言万物茂也”。 从文字学角度来看，“冒”有草木萌生之意，“茂”可以指草木繁盛，指的就是人间二月草长莺飞的美好时光。就四季而言，“卯”意味着春意浓浓；就一天而言，“卯”在时间上指早上五点到七点左右，代表着破晓的黎明。  资料图：市民在北京一花卉市场挑选年宵花，迎接中国农历兔年。 中新社记者 张宇 摄“综合起来看，‘卯’的甲骨文字型传递的就是开门纳福的寓意，万物从冬季的沉睡中复苏。”孟德宏说。 兔子是人们眼中的瑞兽 依据甲骨文来看，孟德宏认为，“兔”基本就是“兔子”的象形。《说文解字》如此解释“兔”，“兽名，像踞，后其尾形”。 长长的大耳朵，萌态十足，这是“兔子”给人们留下的印象之一。孟德宏说，兔子的生命力很强，很早就被先民们当做瑞兽加以看待。 “兔子的繁衍能力也很强，因为这些特点，它们在民俗文化中很受老百姓的喜爱。”他解释，在民俗传统中，先民们大多都有“生殖崇拜”，期待多子多孙、人丁兴旺。 据《瑞应图》载，“赤兔大瑞，白兔中瑞”。古时人们发现白兔以后，大多会敬献给朝廷，以显示国富民强。 此外，《三国演义》中吕布的坐骑就叫做“赤兔马”。孟德宏觉得，以“赤兔”命名骏马，很可能和兔子跑得快这个特点有关。  资料图：图为济南市民在家中张贴兔年福字。 赵晓 摄兔子善于奔跑，所以也有“静如处子动如脱兔”一说。汉字“逸”即从兔会意，表示的就是像兔子一样飞快地奔跑，这种奔跑的姿势优美、飘逸，能引起人们很好的审美体验。 所以，人们常常说的“卯兔”，本身其实代表着黎明、春天、无限的生机与活力。 “兔”的文化内涵 在中国传统生肖文化中，兔子活泼机灵，是活力和幸福的象征。 比如，嫦娥奔月在中国是耳熟能详的民间传说，当人们想起广寒宫、桂花树时，往往也会想到可爱的玉兔。 孟德宏认为，憨态可掬的“兔儿爷”也是中国民间艺术的产物，其造型生动诙谐，深受儿童喜爱，寄寓着人们各种美好的愿景。 可爱的兔子为何能被选入十二生肖？孟德宏认为，除了传说和民间故事之外，也可能因为兔子与人们的生活密切相关。 他提到，大文学家韩愈写过一篇文章，叫做《毛颖传》，第一段讲“毛颖者，中山人也。其先佐禹治东方土，养万物有功，因封于卯地，死为十二神”，也佐证了上述说法。 日常生活中，与“兔”相关的成语典故也很多，常见的比如狡兔三窟、守株待兔等等。  资料图：《钱兔似锦》内画作品。 王天祥 摄玉兔呈祥与花好月圆 对中国人来说，包括兔子在内的十二生肖不只是简单的动物形象，更是刻在记忆深处的文化符号。 孟德宏说，《礼记》中对“兔”这个字有相关记载。此外，陆佃云，兔，吐也。明月之精，视月而生。故曰明视。所以人们很早之前就把月亮和兔子联系在一起了。 “而且大家常说花好月圆，春节、中秋等都是我们特别重视的节日，最盼望的就是团圆，兔子就成为月亮乃至团圆的一个代名词。”他说。 正所谓“玉兔呈祥”，在各式剪纸窗花、绘画作品中，经常会有兔子的身影出现，寄托着人们的美好心愿，也彰显着中华优秀传统文化。 “甲骨文中的‘兔’字就是象形字，很好地抓住了兔子外形最突出的特点。这就是咱们先民们造字时很了不起的地方，生动传神地传递出语义信息。”孟德宏由衷地感叹道。(完)
|
