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)
战地记者讲故事|梅常伟:风吹铁甲寒****** ■梅常伟 记者心语:为了胜利的冲锋,是军人写给祖国的诗。 插图:唐建平 夜越来越深,外面的风更猛了。紊乱的气流时不时横冲直撞。战车载员舱内,战士们怀抱着枪,立起迷彩大衣的毛领子,一个紧挨一个挤坐在一起。嘴里呼出的热气映着灯光腾起来,旋即在冰冷坚硬的战车顶部消失。 “居然真能哈气成冰!”一名列兵试探着伸出手在车顶轻轻抠了几下,白色粉末状冰晶便掉下来。他生在南方,长在南方,读书在南方,当兵也在南方,这是他人生第一次在冬天来到祖国的北方,第一次踏上这片蒙古语中意为“心脏”的塞外草原。尽管他们通常被人们誉为“三栖精兵”,但此番由粤西千里北上,不管是这位列兵还是海军陆战队某旅,面临的挑战都异常严峻。恶劣的天气、陌生的环境、未知的任务等,更不要说对手是在全军素有“草原狼”盛名的蓝军部队了。 双方交上手是在此前一晚午夜时分,大风还没刮起来。天朗无月,星垂野阔,奔波转战一天的战士们在战车旁就地支起帐篷,和衣钻进防寒睡袋,很快沉沉进入梦乡。营指挥所内灯还亮着,营长和几位参谋正在完善第二天的兵力行动计划。连长察看完哨兵点位和各作战单元野营情况,深一脚浅一脚地踩在枯草与沙土间杂的地面上,时不时抬起头望向漫天星斗。 “各连……”电台突然发出动静,大家心里一紧:蓝军来了。果不其然,一小股侦察兵七拐八绕躲过重重警戒兵力,摸进红方一个营指挥所。红方反应也很快,立刻包抄过来,结结实实还给蓝方一记重拳。 后半夜的觉没人能睡踏实,大自然也开始排兵布阵。每一根草都被摁倒在地,沙土被卷到空中,碎石被撵着乱跑,人被顶得寸步难行。寒风擂鼓般隆隆卷过运输车的帆布顶篷,然后透过车体上的缝隙钻进来,声音像吹哨一般尖厉。水洒在地上,竟以肉眼可见的速度结出冰凌。 风吹铁甲寒。气象数据显示,当天最大风力8级,最低气温零下20摄氏度。 从黎明直至日暮,战士们马不停蹄地东奔西突,与蓝方针锋相对、亮剑拆招,各型战车碾出车辙,或窄或宽、或直或弯,纵横交错、暗藏兵锋,直到在数百平方公里草原排开凛凛军阵、布下重重棋局。脚冻麻了就跺跺,手冻木了就捂捂,脸冻红了就搓搓,每个人心里都绷着一根弦、燃着一团火、努着一股劲儿,誓与这塞北的寒、草原的兵一决高下。 凌晨3时许,战车集结列阵,发动机的强劲咆哮汇成冲锋号角,大地为之颤动。“即将抵达前沿,做好战斗准备!”战士们脱去大衣,露出战斗着装,相互检查装具。“抵达作战地域,载员下车作战!”列兵打开尾部舱门,一股寒风涌进来。奔跑,向着敌人的方向;跃进,迎着密集的枪炮;“嗒嗒”声、“嘭嘭”声、“呼呼”声、“咝咝”声此起彼伏,俨然天地间一场宏大的交响。 历时约两个小时,天近拂晓,演习告一段落。战士们鱼贯返回战车,坐定后不约而同把两只手叠拢上来,接住用嘴哈出的热气,口鼻四周的防寒面罩结着一层白色霜花。“我们把蓝军打败了。”他们的声音在颤抖,牙齿不受控制地磕出声响,那是身体对低温做出的本能反应。 那一天,是在11月。 很多年前的一个11月,我们的前辈俯卧在零下40摄氏度的阵地上,直至受冻牺牲仍保持战斗队形和冲锋姿态,在人类战争史上留下赫赫威名:冰雕连。 长津湖,朱日和。中国军人,热血如昨。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |