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)
中央农村工作会议系列解读④农业强国的中国特色“特”在哪？****** 作者：陈秧分 中国农业科学院农业经济与发展研究所 中央农村工作会议提出“强国必先强农，农强方能国强。没有农业强国就没有整个现代化强国”，着重强调“建设农业强国要体现中国特色”，要求“走自己的路，不简单照搬国外现代化农业强国模式”。中国建设农业强国，既需遵循世界农业强国的一般规律，更需充分体现中国的国情农情，探索中国特色的农业强国之路。 一、农业强国需立足人多地少的资源禀赋，做好粮食和重要农产品的稳定安全供给 中央农村工作会议明确“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事”。我国人多地少，用占全球9%耕地、6%淡水资源成功养育了占世界近20%人口。同时也要看到，我国粮食安全基础仍不稳固，国际合作环境不容乐观。保障粮食和重要农产品的稳定安全供给，既是农业强国的基本门槛，也是国际国内形势所迫。 粮食和重要农产品的稳定安全供给，体现在足够的产品供应、合理的产品结构与良好的产品质量，关键是做好资源保护与利用文章，抓住耕地和种子两个要害。“藏粮于地”重在坚决守住18亿亩耕地红线，逐步把永久基本农田全部建成高标准农田，切实保护好、利用好耕地资源。“藏粮于技”重在把种业振兴行动切实抓出成效，强化农业科技创新和装备支撑，拓展农业生产边界。中央还要求“树立大食物观，构建多元化食物供给体系，多途径开发食物来源”，为进一步优化利用耕地资源、立足整个国土资源保障稳定安全供给提出了新要求。 做好粮食和重要农产品的稳定安全供给，还需充分调动各方积极性与能动性。一方面要“健全种粮农民收益保障机制，健全主产区利益补偿机制”，通过辅之以利的行动举措，让种粮农民有收益、主产区种粮不吃亏，另一方面要“严格考核，督促各地真正把保障粮食安全的责任扛起来”，通过辅之以责的行动部署，推动主产区、主销区、产销平衡区共同扛稳粮食安全责任。 二、农业强国需传承农耕文明的历史底蕴，满足人与自然和谐共生的时代要求 中央农村工作会议提到建设农业强国需立足“农耕文明的历史底蕴、人与自然和谐共生的时代要求”。中国有5000余年的农耕文明历史，从中国特色的农事节气，到大道自然、天人合一的生态伦理，等等，都是中华文化的鲜明标签，都承载着华夏文明生生不息的基因密码，彰显着中华民族的思想智慧和精神追求。赓续农耕文明，既可为农业强国建设贡献智慧，也可为农业强国建设提供自信。 农耕文明的精华是人与自然和谐共生。农业强国必须践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，对内加强农业资源保护，强化退化耕地治理，提高农业用水效率，促进化肥农药减量增效，推进农业品种培优、品质提升、品牌打造和标准化生产，发展生态低碳农业；对外加强重要农业文化遗产保护与推广，在国际农业治理中融入中国农耕智慧，提升文化软实力与影响力。 三、农业强国需顺应大国小农的发展阶段，在中国式现代化过程中推进强国富民 中央农村工作会议指出“农业强国是社会主义现代化强国的根基，满足人民美好生活需要、实现高质量发展、夯实国家安全基础，都离不开农业发展”。中国是发展中大国，具备鲜明的“大国小农”特征。根据第三次农业普查，我国小农户数量占农业经营主体98%以上，小农户从业人员占农业从业人员90%，小农户经营耕地占总耕地面积70%。我国农业劳动生产率约为高收入国家的10%，农业发展最大短板在于劳动生产率偏低。 因此，农业强国需顺应大国小农的发展阶段，既要“循序渐进、稳扎稳打”，推进工业化、信息化和城镇化，促进农村劳动力转移就业，也要“多做打基础、利长远的事情”，将全面推进乡村振兴列为新时代农业强国建设的重要任务，将小农户列为农业强国建设的重点对象，向开发农业多种功能、挖掘乡村多元价值要效益，向一、二、三产业融合发展要效益，强龙头、补链条、兴业态、树品牌，推动乡村产业全链条升级，带动小农户的现代化转型与农业竞争力的同步提升。 四、农业强国需发挥中国特色社会主义的制度优势，依靠科技和改革双轮驱动 中央农村工作会议指出“要依靠科技和改革双轮驱动加快建设农业强国”。中国作为人多地少的发展中大国，如何利用有限的水土资源满足14亿人口的食物需求，既保障吃得饱又吃得好，如何将2亿小农户纳入现代农业轨道，既提升产业竞争力又实现共同富裕，全球缺乏先例。 对此，中央农村工作会议要求发挥新型举国体制优势，以农业关键核心技术攻关为引领，以产业急需为导向，聚焦底盘技术、核心种源、关键农机装备等领域，整合各级各类优势科研资源，强化企业科技创新主体地位，构建梯次分明、分工协作、适度竞争的农业科技创新体系，通过大力提升农业科技水平，根本提升农业竞争力。同时，也强调深化农村改革，把强化集体所有制根基、保障和实现农民集体成员权利同激活资源要素相统一，着力破除妨碍城乡要素平等交换、双向流动的制度壁垒，激活发展活力。 （本文为国家社科基金重大项目“RCEP对中国农业高质量发展的影响与应对战略研究”（编号：21＆ZD093）的阶段性成果） 购彩地图 |
