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)
东西问·中外对话 | 美国为何热衷拉“小圈子”遏制中国?****** 中新社北京10月1日电 题:美国为何热衷拉“小圈子”遏制中国? 中新社记者 彭大伟 阚枫 当前,世界百年变局和世纪疫情交织,“灰犀牛”“黑天鹅”层出叠见,世界充满不确定性。人们对未来既抱有期待,又满是困惑。 然而,在世界最需要和衷共济、共克时艰时,一些西方国家却基于一己之私,大搞单边制裁和“长臂管辖”,鼓吹脱钩断链、筑起“小院高墙”。 改善了全球数十亿人生活的全球化真要走向终结?影响世界格局的中美关系前景如何?就此,中新社“东西问·中外对话”邀请美国华盛顿智库全球安全研究所(IAGS)联席所长、美国能源安全理事会高级顾问盖尔·鲁夫特(Dr. Gal Luft),与中国人民大学国际关系学院副院长、教授翟东升,国务院发展研究中心世界发展研究所原副所长、研究员丁一凡展开对话。 对话实录摘编如下: 美国遏华,为何热衷拉“小圈子”? 中新社记者:如何看待美国如今力推的“印太经济框架”(IPEF)? 盖尔·鲁夫特:我不认为加入这个倡议的国家会很热情地推动IPEF。你怎么知道两年后,另一位美国总统会不会推翻它?大家都看过美国政府换届之后的变化。此外,加入该倡议的国家也不会做有损其对华关系的事情,因为中国是它们中绝大多数国家的头号贸易伙伴。 翟东升:在过去一年半,美国政府创造了许多新词,但这些新计划没有产生任何实质效果。在美国国内,两党间存在严重政治分歧,甚至同一政党不同派别间也存在分歧,所以做不出什么成果。这也可能是IPEF的命运。 丁一凡:东盟国家几乎都对IPEF没有兴趣,甚至印度也不太关注。美国想迫使这些国家选边站,但它们希望与地区所有国家保持合作。中美关系良好,这些国家处境会更好,因为与中国脱钩代价巨大。虽然美国希望它们与中国脱钩,但美国又没做好准备,或者说没能力为这些国家提供援助。 中新社记者:为什么美国如此热衷于拉“小圈子”遏制中国? 丁一凡:美国在全球有上百个军事基地,它要花很多钱来维持这些军事基地,还得调动与(基地所在的)这些国家的联盟关系。冷战之后,维持这种联盟的成本越来越高。所以,美国要找到维持这种联盟关系的外在目标。在欧洲,如果没有俄罗斯,美国就没有理由维持北约框架。在亚太,美国担心被中国赶上,所以,为保持其霸权,它就以各种方式给中国设障。 中国就像一面镜子,照出美国的衰落 中新社记者:中美关系目前出现困难的核心原因是什么? 盖尔·鲁夫特:中美之间的问题并不关乎中国正在做什么或需要采取什么具体行动。更深层的原因是,中国就像一面镜子,映射出美国的衰落,代表着美国没有能力领导世界,更代表着美国的分裂。 中国是什么就是什么,中国不会“变成美国”来安抚美国。美国不是在告诉中国,如果你怎么去做,两国的关系就会打开新篇章;而是要求中国,你要回到贫穷,回到无足轻重(的地位),回到你20年前的位置。这不可能。 视频:【东西问·中外对话】鲁夫特:中国像一面镜子 映射出了美国的衰落来源:中国新闻网 丁一凡:在美国政治制度中,当它们遇到困难的时候,往往会想办法找到一个外部敌人,找到一个团结的共识。美国可能会在不久的将来被中国追上,它们将此视为巨大威胁。我认为盖尔说得很对,美国越是失败,就越是把中国视作敌人。 翟东升:中美关系何时才能最终恢复稳定,达到新平衡?我认为也许当中国的经济规模明显大于美国,中国的军事能力在某些重要方面如果也能超过美国(的时候),而那时中国仍将致力于完成和平崛起和对人类共同未来的承诺,那么美国的政治领导人就会冷静下来,越来越多政治家就会把中国视作一个潜在的合作伙伴,而不是威胁。 “全球化”正在变成“区域化”? 中新社记者:为什么近年来全球化会遇到这么多重大挫折?这种趋势的主要特点是什么? 丁一凡:全球化是由发达国家,特别是美国,还有部分欧洲国家的社会再分配所推动的。但是,欧美发达经济体认为新兴市场国家才是全球化的最大受益者,它们认为全球化破坏了它们自己的利益,所以才想扭转全球化趋势。 例如美国公开宣扬国家干预的回归,反对新自由主义。所以欧洲议会的那些立法者和美国国会议员,或鼓吹或强迫跨国公司回来,这在世界范围内带来了长期滞胀的风险,特别是在发展中国家。 盖尔·鲁夫特:全球化是西方的项目,去全球化也是。西方仍是任何秩序或无序的设计者,它们在自作自受。我们已经看到,全球化在面对很多全球挑战时并没有激发各国的协同作用,每个国家和地区都在为自己服务。这是一个警示,因为我们都是“地球村”的一部分,但当真正面临考验时,全球化却惨遭失败。 我们会看到去全球化的趋势越来越强烈,也将看到从全球化到区域化的转变,世界将沿着更多地理维度被划分为小联盟,它们将能够进行区域层面的全球化,但对区域外的依赖程度较低。 中新社记者:目前多边、自由的世界贸易秩序将在某种程度上被去全球化终结吗?同时,美元霸权会结束吗? 盖尔·鲁夫特:我写过一本书《去美元化:货币改元,金融更序》,它说的就是反抗美元。我们今天所看到的就是一场反抗,一个国家接着一个国家起来反抗,这是对一种货币、一个国家霸权的反抗。与此同时,美国也在利用其经济实力来胁迫、制裁和恫吓。 通过乌克兰的情况,各国已经看到西方在货币武器化方面有多么凶狠。在不到一年的时间里,已经有两个美国冻结其它国家中央银行资产的案例,先是在阿富汗,后是在俄罗斯。在货币的历史上,这闻所未闻,让每个国家都感到不安。美国将会为此付出更多代价。 翟东升:世界贸易会继续下去,但在未来几十年,可能会在当前的水平上停滞相当长的时间。因为现在越来越多的国家更关注供应链的安全性和稳定性,而不是盈利性。而美国正在滥用其自身货币特权,导致这种特权有可能结束或消亡。必须有其他人站出来,为整个世界贸易结算和计价制定一个新的模式或解决方案。 丁一凡:全球贸易不会急剧萎缩。你看中国的国际贸易额:欧盟仍是中国最大的出口市场,美国也是,还有个正在增长的第三市场——东盟和“一带一路”国家。对东盟国家的出口已成为中国出口的第三大支柱,贸易更多样化了。 去美元化将是一个长期现象。短期内,国际形势仍然混乱,美元仍占主导地位,但这是短期的。美国的债务相对于其GDP(国内生产总值)来说,增长非常快,美国经济维持这种印钞体系非常危险。(完) 中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |