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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)
纪录片赋予硬核科技以浪漫诗意******
纪录片《鹤舞长江》剧照。中央广播电视总台供图 2022年12月20日，白鹤滩水电站16台百万千瓦机组全部投产发电。白鹤滩与乌东德、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站“串珠成链”，点亮了世界最大的清洁能源走廊，在新征程上为践行“两山”理念、落实“双碳”目标注入澎湃的绿色动能。纪录片《鹤舞长江》，全景式呈现了这项超级工程的诞生背景、建设历程，引领观众深度感受“绿色奇迹”背后的中国智慧、中国精神、中国力量。 世界首台百万千瓦水轮机组、世界最大的地下厂房、世界最“聪明”的智能大坝……白鹤滩水电站攻克了40项世界级难题，取得1000余项技术专利，机组实现100%国产化。这是我国水电装备制造从“跟跑”“并跑”到“领跑”的又一杰作。核心技术的突破，是攀登，也是接力。水电站历经半个多世纪选址、10年勘察设计、10余年建设施工，承载着几代水电人的光荣与梦想。《鹤舞长江》以选址筹建为开篇，用真实的镜头捕捉一个个闯关夺隘的动人故事，留下了弥足珍贵的影像资料和历史信息。 作为专业性极强的工程题材纪录片，如何用影像语言艺术地挖掘和呈现工程价值，让广大观众在震撼之余，激发起更多情感共鸣？该片做了诸多有益尝试。 以生动贴切的语言，呈现科技之美。一个超级工程，就是一件精美绝伦的工业艺术品，凝结着工程师们非凡的想象力与创造力。以一个铁球“借力打力”，实现上层爆破的同时，保护底部基岩；通过“雕刻师”级别的精准爆破，岩壁吊车梁一次成型，为庞大的地下宫殿打造出能承担万吨重量的坚实“臂膀”；以低热水泥破解“无坝不裂”的难题，成功筑成“无缝大坝”；为泄洪洞岩壁敷上一层光滑的“镜面”，阻断空泡效应，让“深水炸弹”无处栖身；以充满传统文化意蕴的“双龙戏水”出水口设计，巧妙消解泄洪势能……纪录片将科技术语转化为日常语言，以通俗易懂的表达诠释复杂问题，打破专业隔阂，赋予硬核科技以浪漫诗意。 以平凡动人的故事，书写奋斗之路。令观众印象深刻的，不仅是那座雄伟壮观、造型优美的大坝，更有数万名建设者和10万移民的无私奉献。前期负责勘探的工程师们冒着生命危险，徒步于垂直落差近千米、最窄处不足1米的白鹤驿道；河谷上空的7座彩色缆机中，清一色的女司机昼夜不停，以女性的细致与专注，累计吊送100万罐混凝土；移民工作者刘祖雄不顾病痛，翻山越岭，开展详尽的入户调查、制定安置方案，努力带领库区移民走出世代贫困……纪录片以工程建设为主题，但关键视角始终是人。工程建设过程中，朴实的奉献和真切的情谊，令纪录片充满温度和力量。 纪录片专门辟出章节，呈现工程配备的一整套完善的生态系统保护方案。乌东德水电站为洄游的鱼类量身打造“专用电梯”，白鹤滩水电站为两岸崖壁上的鸟儿栗喉蜂虎“乔迁新居”、为300余株古树逐个定制移栽方案……从江中到岸边，“生态优先、绿色发展”的理念落地生根、拔节生长。 在纪录片的最后一集，镜头离开白鹤滩，像坝中流泄的江水一般涌向长江、奔入大海。随着镜头，观众看到了沿线各地正在建设或运行的水面光伏、抽水蓄能电站、远海风电等多能互补的清洁能源体系。这是实现中华民族永续发展的不竭动力，也是我们饱含诚意、努力实现“双碳”目标的一个剪影。（周飞亚） （文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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