環(huán)球精選！郭守敬望遠(yuǎn)鏡有新發(fā)現(xiàn) 將影響天體物理學(xué)研究

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我國科學(xué)家利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）的超大光譜數(shù)據(jù)樣本發(fā)現(xiàn)，恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律會隨恒星金屬元素含量和年齡的變化而發(fā)生顯著變化，刷新了對恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律的傳統(tǒng)認(rèn)知，將對天體物理學(xué)多個(gè)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生影響。

該研究由中科院國家天文臺研究員劉超團(tuán)隊(duì)與合作者共同完成，相關(guān)成果19日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

“恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律，天文學(xué)上通常稱為恒星初始質(zhì)量函數(shù)，描述了一群恒星在剛剛誕生時(shí)，不同質(zhì)量的恒星所占的比例。”劉超介紹，恒星初始質(zhì)量函數(shù)是現(xiàn)代天文學(xué)中一個(gè)非常基礎(chǔ)的物理概念，對許多關(guān)鍵天體物理學(xué)問題的研究起到至關(guān)重要的作用。

半個(gè)多世紀(jì)以來，天文學(xué)家通常認(rèn)為恒星初始質(zhì)量函數(shù)在宇宙各處及各個(gè)演化階段是普適不變的，并作為基本假設(shè)在諸多天體物理研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。近年來，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，恒星初始質(zhì)量函數(shù)很可能是會變化的，但這一結(jié)論需要在銀河系中找到更為直接有力的觀測證據(jù)。

此項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)揮LAMOST大樣本光譜數(shù)據(jù)優(yōu)勢，結(jié)合歐洲空間局“蓋亞”衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，首次從觀測角度直接獲取了幾乎不依賴于任何模型的恒星初始質(zhì)量函數(shù)，并清晰觀測到恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律隨恒星金屬元素含量和年齡的變化而發(fā)生了顯著變化。

“這一發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律普適不變的基本假設(shè)不再成立，將對天體物理學(xué)多個(gè)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生影響。”論文合作者、南京大學(xué)教授張智昱說，無論是測量宇宙不同階段星系中暗物質(zhì)和重子物質(zhì)質(zhì)量、構(gòu)建星系化學(xué)演化，還是理解恒星形成過程、探測太陽系外行星，以及其他天體物理學(xué)前沿問題的研究，都將因恒星初始質(zhì)量函數(shù)的變化而受到挑戰(zhàn)。

“這如同一把會隨著環(huán)境變化的‘尺子’，不能用同一把‘尺子’丈量宇宙的不同地方，天文學(xué)家需要更換合適的‘尺子’才能得到正確的測量結(jié)果。”劉超說。

關(guān)鍵詞： 質(zhì)量函數(shù) 天文學(xué)家 天體物理學(xué)