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)
多省公布去年常住人口数据,这些地区为何增长?****** 中新网北京2月4日电(韦香惠)继国家统计局公布2022年全国人口数据之后,近日多个省份陆续公布了当地2022年常住人口数据。其中,在我国人口总量2022年略有下降的情况下,据不完全统计,有六个省份的人口总量实现了增长。 这些省级行政区人口总量实现增长 根据国家统计局消息,2022年末我国人口比上年末减少85万人。地方层面,各省份人口变动情况不一,其中已有6个省级行政区宣布实现人口正增长,分别是贵州,青海、江西、甘肃、重庆和广西壮族自治区。 根据贵州省统计局网站公布的《贵州省2022年经济运行情况》,2022年贵州人口总量有所增加,常住人口城镇化率持续提高。2022年末,全省常住人口3856万人,比上年末增加4万人。其中,城镇常住人口2114万人,占年末常住人口的比重为54.81%,比上年末提高0.48个百分点。 图为航拍青海省西宁市一隅。(资料图) 马铭言 摄此前,江西、甘肃、广西、重庆、青海等省份也已公布了2022年常住人口数据。 其中,2022年末江西全省常住人口4527.98万人,比上年末增加10.58万人;2022年末甘肃全省常住人口2492万人,比上年末增加2万人;2022年末广西常住人口5047万人,比上年末增加10万人;2022年末重庆常住人口3213.3万人,比上年末增加0.9万人;2022年末青海省常住人口595万人,比上年末增加1万人。 省际间的人口流入对增长起重要拉动作用 中国人民大学人口与发展研究中心研究员、人口学系主任杨凡向中新网介绍,在人口学概念中,引起人口总量变动有三个因素,出生、死亡和迁移。其中,自然增长就是指由出生超过死亡而造成的,机械增长是指由于迁移造成的增长。 从这几个实现人口总量增长的省份来看,贵州的人口自然增长率为3.71‰,青海的人口自然增长率为3.37‰ ,江西的人口自然增长率也仅为0.25‰,广西壮族自治区人口自然增长率1.43‰。而甘肃、重庆的人口自然增长率分别为-0.04‰和-2.11‰,均为负数。 “这些省份有的自然增长率非常低,有的自然增长率是负的,也就是人口净流入(外来人口流入减去流出的人口)是正的,从而使这个地区的人口总量呈现出一个正增长趋势。”杨凡表示,这意味着是省际间的人口流入对当地常住人口增长起到了重要拉动作用。 她表示,总体来看,全国仍处于负增长状态,而这些地区也几乎是在零增长的区间。因此,她认为,“这些地方的正增长暂时谈不上逆势”。 图为旅客在九江站有序上车。 高晋 摄疫情防控政策优化后的人口增长有待观察 从地区分布来看,这些实现人口增长的省份均位于中西部地区。对此,广东省体改研究会执行会长彭澎接受媒体采访时解释称,一方面,去年沿海的长三角、珠三角受疫情影响,有部分人返回老家。此外,随着中西部中心城市崛起,也有一部分人在沿海闯荡积累了经验,返回老家创业。 以江西省为例,按照该地区去年人口自然增长率为0.25‰来计算,该地区人口自然增长约1.13万人。这意味着,去年江西在人口机械增长方面,新增流入人口9.45万人。 江西省社会科学院经济所所长麻智辉曾在接受媒体报道时分析称,近年来,江西经济增速比较快,增速位居全国前列,一个重要原因就是江西加大了承接东部产业转移的力度。江西这几年战略新兴产业发展的速度较快,在GDP中的占比明显提升。同时,随着经济快速发展,叠加近几年疫情影响,有不少外出人口回流到家乡创业或就近务工。 杨凡也表示,人口流动很大的一部分原因是经济,随着疫情防控政策优化,这部分人可能还会回到就业机会较多、收入水平较高、经济发展水平较高的地方。(完)
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