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)
气候传播与公众意识边会在联合国马德里气候大会举行******边会现场讨论环节。 王健龙 摄 中新网马德里12月10日电 马德里当地时间9日,来自不同国家的政界、业界和学界人士在联合国马德里气候大会中国角“气候传播与公众意识”边会上围绕气候变化与气候传播、传播干预低碳消费、融通气候与健康传播等议题各抒己见,展开了热烈讨论。 此次边会由中国新闻社、国家气候战略中心、中国人民大学联合主办。这也是中国新闻社连续第七年在联合国气候大会期间举办该主题边会。 本次边会由国家气候战略中心综合部副主任张志强主持主题发言、中新社经济部记者夏宾主持圆桌讨论。 中国生态环境部气候司副司长孙桢。夏宾 摄中国生态环境部气候司副司长孙桢在致辞中表示,做好气候传播必须认清气候传播本身的特点,其大环境与其他传播不同,气候问题对于老百姓来说很难以从切身感受得到系统认识。低碳行动和能源转型的难度较大,对于传播工作也带来一定困难。 同时应注意到气候传播的国际合作也存在困难,各方在传播时难免带有自己的利益,这其中的传播就变得不那么容易把握。 下一步气候传播应该怎么做?孙桢表示,首先,要做气候传播过程中必须意识到多边主义的重要性;其次,讲清楚适应气候变化的故事、讲清楚气候变化的灾害,加强采取行动的紧迫性;第三,做好信息的传达工作,把做气候传播的身段放下来,回到好老百姓关心的问题。 中国气候传播项目中心主任郑保卫。夏宾 摄中国气候传播项目中心主任郑保卫表示,过去十年,中国的气候传播从零开始,逐渐成长。未来要学习借鉴国外经验,总结气候传播规律,打造气候传播工具箱,更好地指导气候传播各行为主体做好气候传播,并面向中小学学生,特别是大学生开展气候传播教育。 印度地球政策中心主席拉杰德拉·山地。夏宾 摄印度地球政策中心主席拉杰德拉·山地认为,当前人们对于气候变化紧迫感的认识实在不够。 “图片分析没有用、预测没有用、过去和现在的图片对比没有用、气候变化带来的灾害的照片没有用,所有东西都不能让人们警醒起来。”他呼吁,每个人都不能事不关己地坐着,必须站起来去对应气候变化。 中山大学南方学院副校长黄南松。夏宾 摄中山大学南方学院副校长黄南松认为,气候变化并没有挑战人们的道德底线,这是人们不愿意采取措施的一个主要因素。温室气体排放是工业发展的伴随结果之一,过去的人们并没有预料到未来会产生如此的严重后果。一些民众倾向于利用这场危机的原因和后果的不确定性,产生“过度乐观”的态度。 他还指出,许多人认为气候变化是潜在的、遥远的。2018年,一项关于公共政策优先事项的研究中,大多数人认为恐怖主义,教育和经济等问题是最重要的问题,分别有73%、72%和71%的人认为是最重要的议题,而气候变化在名单上的优先级接近最低,只有46%的人认可它的重要性。 “看不到明显成果、缺乏成就感的情况下,坚持采取行动缓解气候变化是非常困难的。”黄南松说。 世界银行碳市场和创新部门项目经理普提。夏宾 摄世界银行碳市场和创新部门项目经理普提谈到了传播碳定价的重要性。他指出,关键利益相关者快速成为政策支持倡导者,同时获取了对政策的宝贵反馈,在预期和效益的推动下,传播碳定价愈加重要。 能源基金会传播总监荆卉。夏宾 摄如何走向低碳生活,能源基金会传播总监荆卉指出,可通过减少浪费型消费、选择高能效产品及寻求转化模式来实现。 在传播低碳生活方式上,荆卉建议,建立“低碳消费”、“高品质美好生活”和“可持续增长”的关联;把应对气候变化、低碳生活和低碳消费与人们对当下的关注点相结合,聚焦“此时此刻”;基于价值观进行信息设计,尊重利益诉求,提供能够满足利益诉求的低碳选择;传播具体的、系统性的行为指导;把握有理性更有温度同时贴近生活、时尚、共创的调性。 中国国际工程咨询有限公司气候应对处副处长张嫄。 夏宾 摄中国国际工程咨询有限公司气候应对处副处长张嫄指出,鼓励公众积极参与低碳发展的价值是毋庸置疑的,这个价值和意义的内涵也是丰富和多方面的。不同的参与主体,包括政府、企业、机构、个人,在不同的参与环境中,如所处不同的发展阶段、要解决的排放问题以及减排的路径选择,对公众参与会产生不同的需求,因而采取不同的目标导向和政策工具,导致相应的行为表现和效果也不尽相同。 “因此,从强化公众低碳意识、理念到采取具体行动,国内外不同城市鼓励公众积极参与低碳发展的方式也是多种多样的。”张嫄说。 守望地球理事会理事长谌良仲。夏宾 摄守望地球理事会理事长谌良仲表示,保护生态环境和应对气候变化,必须基于科学和经济上可行的方案,而制定科学和经济上可行的方案,必须基于长期的野外监测的基础数据。野外科研和监测,贵在长期坚持,而野外监测的现场第一手数据的采集,需要大量的人力物力,既耗时,又昂贵。公众科研为业余科学爱好者找到贡献自身力量的途径,为科学研究动员了大批承担日常基础工作的人手,也为科学研究提供了更多的解决思路和一定程度的资金支持。 深圳标新科普研究院理事长陈素平。夏宾 摄深圳标新科普研究院理事长陈素平说,提高气候传播要增强公众对气候变化领域的关注,可通过推动气候变化领域知识的传播、增强全社会对气候变化领域的关注。 在圆桌讨论环节,英国儿童投资基金会中国项目总监刘强、清华大学气候变化与可持续发展研究院项目主管王彬彬、广西大学气候与健康传播研究中心主任吴海荣、绿色创新发展中心运营总监汪燕辉、美国环保协会多边气候战略主任兼首席顾问AlexHanafi对中国气候传播的效果、中国气候传播的经验及学校、媒体、政府如何联手进行气候传播等热点议题进行了探讨。(完)
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