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)
中国首台管道磁浮高精度智能无人巡检车试验成功****** 中新社太原1月11日电 (记者 杨杰英)记者11日从中国航天科工集团第三研究院获悉 ,中国首台“管道磁浮高精度智能无人巡检车”在山西省大同市阳高县 的高速飞车试验基地完成试验。 由中国航天科工集团第三研究院磁悬浮与电磁推进技术总体部负责研制的“管道磁浮高精度智能无人巡检车” ,在首期建设 的高速飞车全尺寸试验线上 ,成功进行了10公里级速度 的管道动态测量与检测一体化 的快速高精度智能化无人巡检试验 ,实现了毫米级轨道几何参数检测 、异物入侵检测功能 ,同时实现了螺栓松动以及磁浮线圈故障检测功能 。 试验结果表明,该装备成功突破了密闭管道内低速多目标动态高精度视觉检测与测量关键技术 ,达到了预定 的试验目标,填补了国内管道磁浮动态智能综合检测装备领域 的空白 ,也标志着在新型轨道交通智能化维护领域取得重大突破。 本次试验还实现了基于5G网络 的巡检数据实时回传,并与运维中心联合实现全生命周期运维数据管理和健康趋势评估 。该巡检车 的关键技术在隧道、地铁、电力设备、大型管路等基础设施的高精度巡检中有广阔 的应用前景。(完)
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