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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)
一群年轻人扛起守卫海岛生态环境重任 海岛上的“生态尖兵”******
12月6日，看着监控屏幕上几只“定居”的太平洋斑海豹不时从海面露头，长岛国家海洋公园管理中心工作人员周军露出欣慰的笑容。 周军在山东省烟台市从事斑海豹保护工作已有4年，这几只太平洋斑海豹是他的“老朋友”。每年春天，他都盼着斑海豹家族能够如期而至。 周军所在的长岛国家海洋公园管理中心成立不到4年，就培养了一支16人的“生态尖兵”，平均年龄38岁的他们扛起了守卫海岛生态环境的重任。 对斑海豹进行科学保护和调查，这是该管理中心成立以来的重要职责之一。为了能给这群斑海豹最好的保护，山东省在长岛海域特地划定一块特别的斑海豹省级保护区，总面积1731平方公里。 为此，长岛国家海洋公园管理中心专门聘请了40多名斑海豹看护员，配合斑海豹的调查和日常管护工作，对斑海豹的洄游通道增加生态藻礁和鱼苗的投放，改善斑海豹的栖息环境。 翔实的科学研究也在同步进行。2022年，该管理中心完成了西太平洋斑海豹资源调查及个体识别数据库更新，编制完成本年度长岛海域西太平洋斑海豹个体识别库及种群资源调查项目进展报告。 不仅如此，这支“生态尖兵”还开展了长岛浅海湿地调查、东亚江豚专项调查以及海洋大型底栖生物和藻类专项研究等，建设大黑山岛等6处生物多样性野外观测站。 这段时间，很多围绕生物多样性保护的工作在长岛海域陆续展开。周军介绍：“我们带着专家去了西边的大黑山岛，现场看鸟类环志、安装卫星定位仪器，对迁徙的各种鸟类进行保护性研究；还邀请了中国科学院动物研究所团队对长岛蝮进行本底调查，给70多条蝮蛇安装了芯片，颁发了身份证。” 对海洋专家们而言，12月8日又是忙碌的一天。上午10点半，周军与移动公司技术人员在大黑山岛的长岛野外生态系统观测站，拿着专用设备边走边测试信号，进行5G基站的建设前考察。 下午3点，在挡浪岛南岸码头东侧潮间带，中国科学院海洋研究所副研究员孙忠民在对大型藻类进行定性采集，研究藻类样品，摸清这片海域潮间带生物种类，以便养殖更适合这片海域生长的藻类。 随着这里生态保护工作的完善，每年洄游到长岛海域的斑海豹数量明显增多。不只是斑海豹，黄嘴白鹭、东方白鹳等生物数量也在增长。这里的东亚江豚种群数量超过5000头次，长岛海域也由此成为东亚江豚的海上乐园。 为了让更多人了解生态保护行动的重要性，该管理中心还积极开展生态文明进校园、进社区等活动，每年为中小学、幼儿园、渔村赠送生态保护宣教用品1万余件，并与中小学校联合开展系列保护海洋生物、爱护海洋生物的宣传活动。 这份工作的挑战性和成就感吸引着更多年轻人加入，26岁的孙百越便是其中之一。入职该管理中心一年多来，孙百越的工作包括海豹保护区日常巡护、遥感点位的实地核查和监控监测设备的维护等。在很多人眼中，野外作业不免枯燥、艰辛，孙百越却觉得“特别踏实”。 “外部作业工作中几乎都要涉及出海巡护，甚至需要经常出入无居民岛，在岛上进行安装、修复监控。在整个工作过程中，前辈们总是身先士卒，率先垂范，手上总是拿很多的设备仪器，丝毫不因领导身份而少做什么或假手他人。”这令孙百越感动。正是在一次次巡护路途中，和他一样的年轻人深切体会到了海洋生态人的责任和精神传承。 开展长岛国家公园创建，这是该管理中心成立以来的另一项重要工作。为此，该管理中心相继进行了生态本底调查、全域综合科学考察、自然保护地整合优化及主要保护物种专项调查等工作，编制形成了相关创建主要技术成果。 统计显示，近几年来，长岛海洋生态文明综合试验区修复海洋生态投入已累计达20亿元，营造海底森林50万亩，藻类品种增加了30多种，海水COD(化学需氧量)浓度降低51.3%，海水水质全部达到功能区标准，重新建起的海洋生态链成为长岛绿色产业发展的“第一引擎”。 “以前，游客过来玩都往景区跑，现在不一样了。”南长山街道孙家村村民肖树全站在海边的彩虹慢道上，望着眼前种满鼠尾草的小公园感慨，“住我们村渔家乐民宿的游客，吃完饭就爱来这儿溜达，有海风、有花草，现在是名副其实的网红打卡点。” 从经营育保苗场到从事生态旅游行业，肖树全见证这里的生态环境变好的同时，自己的腰包也渐渐鼓起来。和他一样，越来越多的长岛人踏上了生态致富的幸福路。 聂英杰 中青报·中青网记者 邢婷
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