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)
安阳八里庄遗址最新考古发现发布****** 受河南省文物考古研究院委托,2022年4月,安阳市文物考古研究所在安阳市文峰区(高新区)原小八里庄村南地,新发现并确认一处以裴李岗文化为主体兼具磁山文化因素的新石器中期聚落遗址。近日,在2022年度河南考古工作成果交流会上,安阳市文物考古研究所对有关情况进行了发布。 八里庄遗址分布区呈不规则椭圆形,东西最宽约230米,南北长约150米,现存面积约2.7万平方米。在遗址分布区西南侧,钻探出一条古河道,大致呈西北——东南流向。 2022年发掘重点是在遗址区东部、西部边界处开挖的两条探沟,目的是探讨遗址形成、废弃成因及与古代环境之间的关系,了解遗址外围有无人工开挖的壕沟、有无更早人类活动遗存等现象。其中,东探沟为正东西向,长27米,宽2米。西探沟方向与钻探出的河道边线大致垂直,方向42度,长度42米,宽2.5米。 据安阳市文物考古研究所副研究馆员申文喜介绍,出土遗物以陶片为主,器型有泥质红陶小口双耳壶、平底罐、三足钵,夹砂侈口深腹罐、直口罐(盂)等。夹砂陶器表面多有纹饰,有篦点纹、绳纹、之字纹等。出土较多红烧土墙体残块,多数上面有植物茎秆印痕。石器种类有石铲、石斧、石磨棒、石磨盘等。另有少量骨蚌器。 安阳是历史悠久的古都,从旧石器时代到近现代的历史遗迹遍布全市。安阳八里庄遗址是目前所知裴李岗文化分布的最北界,也是同时期豫北地区最大的遗址,填补了安阳地区乃至整个豫北地区新石器时代中期文化的空白,进一步完善了当地考古学文化发展序列。八里庄遗址考古新发现对于揭示豫北地区裴李岗文化地方类型的文化内涵与特征等具有重要的学术研究价值。(刘瑞朝) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |