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)
二十大代表风采|新时代“追风者”武钢:让中国风机走向世界****** 中新网乌鲁木齐10月11日电 题:新时代“追风者”武钢:让中国风机走向世界 作者 苟继鹏 “在达坂城安装成百上千台风机、制造出中国人自己的风机、让中国风机走向世界。”新疆金风科技股份有限公司(以下简称“金风科技”)党委书记、董事长、总工程师武钢近日接受中新网记者采访时说,这曾是他的“三个梦想”。 武钢说,实现这“三个梦想”的过程,正是中国风电行业从最初步履蹒跚到如今自主自强的一个缩影,亦是中国风行业电创新驱动、高速发展,在装机规模、环境适应、装备经济性和可靠性、产业整体竞争力迈上新台阶的生动演绎。 昔日以大风闻名的新疆乌鲁木齐达坂城,是武钢的逐梦之地,也是中国风电行业的摇篮。35年前,武钢选择做一名“追风者”,他接任了达坂城风电场场长。彼时的中国风电行业方兴未艾,而达坂城是这个行业的一块“试验田”。 武钢回忆道,在创业初期,中国大部分风机都还依靠进口,价格高、故障率高、维修成本高。这种受制于人的现状令他暗下决心,一定要造出中国人自己的风机。功夫不负有心人,他们研制的首台风机国产化率为33%,至第10台机组投产时,国产化率达已到96%。 但武钢并不满足于此。2005年,他带领金风科技研制的1.2MW直驱永磁风力发电机在新疆达坂城风力发电厂试运行。这是中国第一台具有自主知识产权的兆瓦级风机,由此,中国风机制造技术“更上一层楼”,可与国际领先技术同台竞技。如今,金风科技加快智能风机系列产品技术变革,机组采用直驱永磁与中速永磁“双轮驱动”技术路线,产品在智慧感知、智慧诊断、智慧协同方面实现智能化全面升级。 武钢展示金风科技制造的风机模型。 受访者供图如今,迎风转动的“大风车”成为达坂城新的代名词,达坂城风区已是中国风电行业的“样板间”,一如武钢所想的那样,成百上千的国产风机将源源不断的劲风转化为绿电照亮千家万户。“从进口到自主创新实现国产化,我国风电产业已经自主崛起,最初的那张白纸已是一幅璀璨壮丽的画卷,能源的饭碗已经逐步被我们端牢在自己手里。”武钢说。 武钢还说,党的十八大以来,中国风电产业取得骄人成就,在全世界新能源装备格局中的作用日益凸显,已形成了一个涵盖风电开发建设、设备制造、技术研发、检测认证、配套服务的完整风电装备制造产业链。同时,中国风电还积极“走出去”,为全球能源转型作出了贡献。 多年来,金风科技立足新疆,走向全国乃至世界。今年9月,金风科技成功签约乌兹别克斯坦Zarafshan500MW风电项目,实现了其在乌兹别克斯坦市场的重大突破。据介绍,此项目是金风科技在乌兹别克斯坦乃至中亚最大单体项目,建成后将明显改善当地的电力结构,满足50万户乌兹别克斯坦家庭的电力需求,每年将减少110万吨二氧化碳排放。 武钢表示,新疆周边的国家风能资源的储备也非常丰厚,可以把新疆的装备制造业和周边国家的能源转型有机结合,通过能源纽带来促进新疆经济发展,未来的前景广阔。 据统计,截至目前,金风科技制造的风机在全球累计装机超4.5万台,容量超过89GW,其业务遍布全球38个国家地区和中国国内30个省区市。并连续11年保持中国风电装备行业市场占有率第一,连续7年位列全球风电装备行业市场前三甲,在中国风机出口市场份额中占比60%。(完)
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