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)
国是访问丨中国高水平对外开放“高”在何处?****** 文/李晓喻 今年以来,中国再次释放出坚定不移推进高水平对外开放的明确信号。高水平对外开放,究竟将“高”在何处?哪些领域的开放措施值得期待? 针对这些问题,中国宏观经济研究院对外经济研究所研究员、综合研究室主任杨长湧近日接受了中新社国是直通车专访。 现将访谈实录摘要如下: 国是直通车:您如何评价中国当前对外开放所处的阶段和水平?对外开放的“高水平”应该体现在哪些方面? 杨长湧:中国对外开放经过40多年历程,已经迈向高水平阶段,这是与中国经济整体转向高质量发展阶段相适应的。在新形势下,中共二十大报告提出要“推进高水平对外开放”,我理解这种“高水平”可以概括为五个“更”。 ——更大范围。当前,中国东部沿海和中西部地区在开放方面的差距仍比较大,开放不平衡、不协调问题依然存在。推进高水平对外开放,就要求推进更大范围开放,在巩固东部沿海地区开放先导地位的同时,通过共建“一带一路”,推动建设西部陆海新通道,打造国际运输和物流大通道,让中西部内陆沿边地区更多、更快、更好地融入对外开放大局。 ——更宽领域。中国制造业已经基本实现了全方位开放,但服务业开放程度仍相对不足。因此,要继续合理缩减外资准入负面清单,在电信、互联网、教育、文化、医疗等服务业领域有序推进开放,应当成为下一步对外开放的重要方向之一。此外,大力发展数字贸易也是拓宽开放领域的一个重要内容。 ——更深层次。核心就是要从商品和要素流动型开放转向规则、规制、管理、标准等制度型开放。目前国际新一轮经贸规则演进的一个重要趋势,就是从“边境上”向“边境后”推进。在此情况下,作为开放大国,中国“边境上”开放程度已经较高,下一步开放的重点就不再是削减关税和非关税壁垒,而是要顺应全球经贸规则演进趋势、产业链供应链调整趋势以及新一轮科技革命和产业革命发展趋势,把着力点放在规则、规制、管理、标准等制度型开放方面。 ——更加主动。过去很长一段时间,中国开放都处在“顺风顺水”的国际环境中。但随着逆全球化加剧,保护主义、单边主义抬头,在这种情况下,中国对外开放需要更加主动,包括主动扩大“朋友圈”,主动推进共建“一带一路”高质量发展,主动适应全球经贸规则演进趋势等。 ——更重安全。考虑到全球各种不确定不稳定因素增加,越是开放越要统筹好开放和安全的关系。 国是直通车:经济全球化进入深度调整,逆全球化思潮抬头。在这种情况下,中国强调推进高水平对外开放有何考虑和现实意义? 杨长湧:关于这个问题,我们需要理解经济全球化的大势。尽管当前逆全球化思潮抬头,但是从历史长周期来看,经济全球化是不可逆转的时代潮流。基于这个判断,中国坚持高水平开放,它的意义或者说原因主要体现在以下几个方面。 第一,当前逆全球化加剧的根源之一,是某些大国不去承担应尽的责任,而选择单边主义、保护主义。作为世界第二大经济体、第一大货物贸易国,中国高举开放旗帜,坚持合作共赢,以中国的新发展为全球提供新机遇,是给经济全球化和开放型世界经济注入“强心针”,也为构建人类命运共同体增添了新动力。 第二,高水平对外开放是中国自身经济高质量发展的必然要求。二十大报告明确,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。要推进高质量发展,就必须加快构建新发展格局。这一新格局绝非封闭的国内大循环,而是开放的国内国际双循环。因此,高水平开放是高质量发展的重要路径和组成部分。 第三,高水平对外开放对构建高水平社会主义市场经济体制也有重要作用。当前经济体制改革仍有一些难啃的“硬骨头”,需要充分借鉴过去中国以开放促改革的宝贵经验,通过高水平开放推进经济体制改革,将为构建高水平社会主义市场经济体制贡献力量。 国是直通车:制度型开放对中国经济高质量发展会带来哪些作用? 杨长湧:现在中国推进制度型开放的两个重要载体,一个是海南自贸港,另一个是自贸试验区。 海南自贸港通过推动贸易、投资、人员进出、运输来往、跨境资金流动的自由便利,以及数据安全有序流动,将探索新路径、积累新经验,同时自贸试验区在投资、贸易、金融、政府治理等方面也会加大试验力度,这些都将有助于打造改革开放新高地,成为世界共享中国市场机遇的优良场所。 另外,在制度型开放指引下,今后中国将加快推进国际贸易“单一窗口”建设,推进内外贸易一体化,深入贯彻落实《外商投资法》,这将为中国企业和外国企业同台竞技提供良好舞台。现有的一些自贸协定谈判也会加快进度。 国是直通车:过去一段时间,中国都是以开放促改革,有人认为当前形势下,中国更应该以改革促开放,您对此怎么看?要推进高水平对外开放,哪些领域的改革需要加速推进? 杨长湧:中国的开放和改革一直是相互促进的关系。下一步要推进高水平对外开放,确实需要高水平社会主义市场经济体制这个制度环境来保障,而且随着开放从“边境上”深入到“边境后”,很多开放内容都涉及国内规则、规制、管理和标准,也需要强有力的改革作为支撑。 同时也要看到,以开放促改革的重要性并没有削弱,这也是中国积极推进加入CPTPP(全面与进步跨太平洋伙伴关系协定)、DEPA(数字经济伙伴关系协定)的重要原因。 关于下一步需要重点改革的领域,其实还是要紧紧扭住一个目标,就是加快构建新发展格局。在这个目标之下,很多改革的方向就比较明确了,比如推动内外贸一些法律法规、监管体系和标准相衔接,推动实施外资准入后国民待遇等。 国是直通车:在推进高水平开放的过程中,如何兼顾开放与国家经济安全? 杨长湧:我想应当是坚持问题导向。既要重视开放领域的一些传统安全问题,比如贸易摩擦、出口管制等,也要重视解决新形势下,特别是新的国际背景下出现的一些新安全问题,包括粮食安全、能源资源安全、产业链供应链安全等。要从过去的产业合作逐步转向产业链供应链合作的思路,通过国际合作以及一些机制安排,提高产业链供应链的韧性和安全水平。
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