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)
农村沼气安全生产系列动画(二)废弃沼气池莫发愁 变废为宝出路多****** 编者按: 为及时摸清农村沼气设施“家底”,加大对农村沼气生产的安全隐患排查力度,农业农村部科技教育司、农业农村部人力资源开发中心、中国农学会策划制作《农村沼气安全生产系列动画》,包括户用沼气安全篇、废弃沼气池安全处置篇和沼气工程安全篇。将模拟多种场景,解读沼气安全生产、使用及处置方法,提高农民的安全意识,消除安全隐患。 农村户用沼气池曾经为广大农村地区农村能源供给及生态环境保护做出了巨大贡献,但由于种种原因,废弃沼气池越来越多。为什么农村沼气池会被废弃?废弃的沼气装置有哪些方式可以处理? 沼气池被废弃的原因有很多,有些沼气池因为年代久远,已经没有再修复使用的价值。但如果不作处理就直接废弃,不仅污染环境、影响美观,还会产生安全风险。 人是因为沼气池材料老化或者管理不善导致池体管路漏水漏气而决定弃用;有些人则认为用电比用沼气方便。 废弃沼气池的处理方式主要有以下几种: 因地制宜,将农村沼气池改成厕所化粪池,以改善家庭卫生,让村民生活更方便;通过适当改造,把沼气池变成以储存污水为主的污水池,解决家庭污水处理问题;此外,还能够把废弃沼气池改成水窖,收集储存雨水。如果决定彻底废弃,也可以进行填埋处理。 总 监 制 付长亮 包书政 总 策 划 廖丹凤 战 钊 编 导 张 楠 王长海 武玥彤 谢 芸 赵清建 张 蕃 专家指导 邢可霞 徐文勇 罗 娟 潘君廷 叶炳南 出 品 农业农村部科技教育司 农业农村部人力资源开发中心 中国农学会 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |