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)
元正启新话“岁朝”****** 赵文成 “元正启令节,嘉庆肇自兹。”这是晋代诗人辛萧咏年的诗句。元正亦称“元旦”,是每年的第一天。一年节令时序开启,美好喜庆的日子从这一天开始到来。因之,普天同庆,天下齐欢。 元正,又称一岁之朝。人们为了庆贺这个岁首之朝,往往或歌以诗,或绘以画等,采取多样的形式表现出对新年的期盼与欢愉。“岁朝图”应运而生。《汉书•孔光传》云:“岁之朝,曰三朝”。颜师古注:“年之朝,月之朝,日之朝,故曰三朝。”从我国魏晋南北朝时期,春节便被称为“岁朝”。“岁朝图”(或称“岁时清供图”)或已产生。它通常以静物为素材,配以贺岁的诗词,通过画中物品名称的谐音、民俗寓意或历史掌故,以祈求新年好运,春意盎然,让奔劳一年的人们,感到亲切温暖、欢慰欣悦。 据有关文献载,“岁朝图”始于唐代,至两宋,在宫廷中正式兴起。历史上著名的艺术家皇帝宋徽宗赵佶,每逢春节将临,便命画院的丹青妙手描绘冬季不能见到的花卉禽鸟,陈列在宫中以增添岁朝的喜庆气氛。真正意义上的第一幅“岁朝图”应是北宋赵昌所作的《岁朝图》,该图现藏于台北故宫博物院。统而观之,此图画面巨大,花团锦簇,铺天盖地、不留边隙地铺排,使之显得典丽浓郁,灿若云锦。适逢花开,恰瞻新岁,细审此图,画心一座空灵通透的湖石,右傍一石亭亭如笋,四周或以雅洁的梅花、红艳的山茶、清雅的水仙和美艳的长春花为素材,以朱砂、白粉、胭脂、石绿为基调,广施铺陈,巧饰取舍,从而使此图繁而不乱,色彩和谐美艳。这种铺排有序的安排,让画面展现出如蛰伏在四九寒天里的勃勃生机,透露着春天的讯息。这种意境富于清逸之诗趣,醇厚而有余韵,正是这幅画作流传千载而令人回味的审美所在。 画家赵昌以擅绘闻名,他长于写生,擅画花果,多作折枝花、兼工草虫,注重对景写生。宋人范镇《东斋记事》:赵昌“每晨露下时,绕栏槛谛玩,手中调色彩写之”。又自号“写生赵昌”。 由此可见,从宋元始“岁朝图”就已是岁末年初文人雅士应景的题材,从宫廷到民间莫不如此。其后,诸如明宪宗朱见深的《岁朝佳兆图》以及民间或以“钟道迎福”“百(柏)事(柿)如意”之类为题材的吉祥寓意图等,无不如此。同朝传诸后世的还有仇英的《岁朝图》。陈洪绶的《清供图》瓶中插梅,花绽新蕊,玉兰轻舒,素雅中带着清冷,虽佐以山茶吐丹,仍是“几点寒英,用尽东风力”,给人以新岁明艳清新之感。其后的任伯年、蒋廷锡、吴昌硕等无不喜作《岁朝图》。 在民间,“岁朝图”同样以年画的形式出现在百姓的新年庆典中。最具代表性的是清代乾隆年间以苏州桃花坞画家蔡卫源绘制的《岁朝图》为粉本,木版刻印的“姑苏版”年画《岁朝图》。这是一幅承前启后、能够反映清朝中期画院画风的年画作品之一,描绘的是一处高门大第的庭院,亭台、楼阁、水榭以及新年清晨人们欢娱的活动场景;远景是披雪的山脉,近景是爆竹点火的孩童与折梅的仕女。全图是以西湖孤山附近的行宫为背景而创作的。关于画家蔡卫源,传不详,仅在该作品中记有其名。此画在构图上受到南宋和明代院体画的影响,画面中树石、仕女、童子吸取了宋元以来花鸟人物的传统;同时,又受到西洋“泰西画法”的影响,采用了焦点透视和固有的中国散点透视相结合来表现建筑,其比例大体相称,层次丰富,纵深感强。这两种表现形式结合起来,既典雅工细,又不拘泥于传统的视角。画面上的诗文题跋,写出了春节的热闹祥和:“梅雪争春斗渐开,炮声催转岁朝来。红炉围座麟儿嬉,老翁携杖步琼台。” 醇厚的节令民俗审美,令人心驰神往。“岁朝图”的题材,正是元正节令的一种审美注脚。从“岁朝图”的绘画题材看,大概可以分为三类:一为花鸟奇石,一为人物图绘,另有岁时年景。其花鸟奇石类,常以瓶花为核心,点缀些许器物、仙花、瑞草、嘉果、奇石、文字吉语、古砖文玩等。这些花草果蔬,无不有着吉祥如意的含义。梅花象征着报喜,牡丹寓意富贵,瓶中荔枝意味着平安吉利,祥和欢喜。人物图绘类则是借助于神祇,悬挂钟馗、祖先等,祈祀驱邪降福。岁时年景类则主要描绘人们新年的欢乐场景。 关于“岁朝图”岁首之庆,今人汪曾祺曾有评说。他在一篇散文中写道:“曾见一幅旧画:一间茅屋,一个老者手捧一个瓦罐,内插梅花一枝,正要放到桌案,画上题曰:‘山家除夕无它事,插了梅花便过年。’这才是真正的‘岁朝清供’。” 画作的背后,体现的是中国人独特的审美品位。唯有尊重自然,顺应规律,回归质朴,才能撷取大自然最美的春意。岁朝清供,其灵魂就在一个“清”字。 传统的节日风俗,包含着人们对生命的自我关爱,为生命的延续赋予了诸多新意。闲话“岁朝清供”,为历史存照,为文化拂尘,为中华传统文化扬辉,无疑是一件令人心旷神怡之乐事,我们身在其中,乐其乐哉! (作者系中国艺术研究院副研究员) (《人民日报海外版 》2023年01月19日 第 12 版) 中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |