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)
数字化驱动民生发展 粤政协委员冀推广智慧民生应用****** 中新网广州1月12日电 (记者 蔡敏婕)广东经济发展和科技创新活跃,数字化程度高。广东省政协十三届一次会议正在广州举行,多位委员就“推广智慧民生应用,提升现代公共服务水平”为主题建言献策。 2021年,广东数字经济规模达到5.9万亿元,连续5年居全国首位。广东省在推动数字化与疾病防治融合上同样走在全国前列。 广东省政协委员、科大讯飞高级副总裁杜兰 受访者供图广东省政协委员、中山大学中山眼科中心副主任林浩添带来了一份主题为眼病数字智能化防治的提案,期待通过智能化手段,高效推进眼病防治。 “全国注册眼科医生不过4万多人,相对于患者群体真的太少了。”在林浩添看来,AI医疗可缓解医疗资源不平衡的现状,一方面,能让医生力量薄弱的基层地区患者,享受到更专业的眼科医疗服务;另一方面,还能让诊疗过程变得更高效。 为了让更多的百姓受益,推动数字眼科和健康广东高质量发展,林浩添建议,将数智化眼病筛诊融入数字政府建设,让眼科人工智能技术“走出医院”。 此前,林浩添已在湛江市开展这一试点工作,在粤省事的“i湛江”专区上线了眼表黑色肿物智能诊断系统——“粤睛晶”。有眼表“黑痣”的患者只需拍一张照片,足不出户即可初步判断自己眼表肿物的情况。 “依托数字政府的海量用户及管理平台,嵌入眼病智能筛诊小程序,通过智能手机便可以完成眼病的初筛。”林浩添表示,其后可以在云端健康档案、闭环转诊、精准推荐、流量引导、人机协作等各个方面逐步优化细化,实现医学数据流和用户流的良性发展,让更多百姓真正享受到智慧医疗的便捷与高效。 预计到2030年,广东老年人口占比将突破20%。在“老龄化呈现数量多、速度快、差异大、任务重”的形势下,越来越多的人工智能、互联网等新技术、新产品逐步走进老年人的生活,实时监控警报老年人跌倒的智能手环、支持83种语言翻译的智能翻译机等产品为他们带来便利与幸福感。 围绕“用人工智能助力老人拥有高质量老年生活”的话题,广东省政协委员、科大讯飞高级副总裁杜兰表示,通过调研,她发现,很多老年人在使用这些智能化产品时,存在产品设计不够适老、老年人对产品使用不够熟练、产品价格较高等“痛点”。 杜兰认为,广东省是机器人制造大省,应设立专项支持机器人企业,提升康养机器人、陪伴机器人等产品的智能化水平,进一步支持机器人智能交互开放平台的建设,并通过进一步开放社区、康养院、老年大学等多场景的应用试点,让人工智能技术在养老护老方面发挥更大作用,并组织志愿者组织等力量来加速智能化产品的普及。 此外,杜兰还建议设立专项基金支持重点人群使用智能化产品。“一些智能化产品能较大程度提升失能、半失能以及空巢老人的养老生活质量。建议设立专项基金,通过自主申报、推荐申报以及授权申报等形式,为上述重点人群配备相关智能化产品提供资金和配套服务支持。”她说。(完)
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