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)
湖南湘潭:绿能、绿建、绿楼构筑“双碳”城市****** 【环保时空】 湖南省湘潭市是20世纪50年代兴起的老工业基地,过去因为重工业集中、高能耗产业密集,曾给人留下灰蒙蒙的印象。记者近期走访发现,湘潭市用浅层地热、工业余热等绿色能源作为空调用能,用“积木楼宇”等绿色建筑打造高层住宅,助力落实碳达峰、碳中和目标任务。 12月上旬,寒潮挟着冷雨来袭,湘潭市户外十分湿冷。但走进总建筑面积6.8万平方米的湘潭市“一站式”政务服务中心“市民之家”,里面温度适宜,来办事的市民觉得很舒适。 “我们的水源热泵中央空调系统用附近湖湘公园的湖水作为冷热源,冬季从湖水中‘提’出热能,夏季将热能从室内抽出来‘排’进湖水,能很好满足‘市民之家’的空调用能需求。”“市民之家”空调项目负责人林宣军说,这套水源热泵中央空调系统相比传统中央空调,每年节约标准煤1500吨、减少二氧化碳排放3930吨,同步水处理还改善了公园湖泊水环境。 在石油、天然气等传统石化能源矿藏匮乏的湘潭,湘江和城市湖泊浅层地热资源、电厂废弃余热、太阳能和光伏等新能源正被日益广泛运用。湘潭市住建局节能科技科科长黄文桂介绍,随着一批企业新项目的推进,湘潭市正在节能减排方面不断取得新进展。 用活、用好绿色能源的同时,湘潭市的绿色建筑也越来越多。黄文桂说,湘潭市目前有808.3万平方米新楼宇通过工厂流水线装配式生产、工地上“搭积木”式建造。在湘潭市高新区“建工·司南”项目工地,湖南省第三工程有限公司总工程师孙志勇介绍,“工厂造、现场装”的这个项目不仅质量安全可靠,还能提高生产效率、节约建筑能耗和物料、减轻扬尘和噪音等污染。 湘潭市住建局局长潘永其介绍,湘潭市将绿色建筑发展指标列为土地出让的必要条件,提出市中心城区装配式建筑占比不少于50%、市县不少于35%。对于老旧小区,湘潭市大力推动节能改造,两年多来已改造老旧小区450个,涉及房屋2910栋。 “广泛形成绿色生产生活方式是大势所趋,湘潭将抓住国家低碳城市试点这个重要契机,争取在‘双碳城市’‘宜居城市’建设方面有更大作为。”潘永其说。(新华社记者 苏晓洲 陈泽国) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |