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)
青少年脊柱侧弯之忧浮出水面****** 对于不少家长来说,显而易见的近视、肥胖问题受关注较多,而对另一个隐匿性较强的身体危害却关注不多,那就是青少年脊柱侧弯问题。 自2019年以来,山东体育学院坚持开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目,每年筛查大约1万名青少年学生。期间发现,对脊柱侧弯不了解、甚至刻意回避这一问题的家长不在少数。 山东体育学院体育科学研究院执行院长、山东省青少年脊柱健康促进中心主任田雪文近日向中青报·中青网记者介绍,大约3%至5%的青少年存在脊柱侧弯问题,但很多家长直到孩子的脊柱侧弯已经到了较为严重的程度才会有所察觉。严重的脊柱侧弯将给孩子的身体健康造成极大危害,这既体现在生理上,即压迫、挤占心脏、胃肠等脏器的发育空间,影响这些脏器的功能。同时,也体现在心理上,身姿不正的孩子往往会有自卑感。 孩子的不良坐姿习惯以及在参与一些可能会造成脊柱侧弯的运动时缺乏预防措施,都会给孩子带来脊柱侧弯问题。田雪文特别提到,近年来,很多家长热衷于让孩子,特别是女孩,学习舞蹈,但因可能存在的训练不科学和预防措施不足的问题,不规范的舞蹈训练导致孩子出现脊柱侧弯的案例也越来越多。此外,一些单侧运动也可能给孩子带来脊柱侧弯的问题。记者之前在采访北京青少年冰球运动时就了解到,由于身体长期单侧发力,青少年冰球选手较容易发生脊柱侧弯。这一现象在青少年长期参加其他单侧运动(如皮划艇、击剑、网球等)时也较为普遍。 早在2019年之前,通过设立于山东体育学院的山东学生体质监测中心每年进行的大量学生体质测试工作,田雪文发现,青少年脊柱侧弯问题日益突出。因此,山东体育学院发起了青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目。一方面与学校合作,面向广大青少年开展脊柱侧弯的早筛查、早发现,另一方面,通过向学生、家长、学校科普脊柱侧弯相关知识,提醒学生、家长关注和预防脊柱侧弯。 田雪文回忆,早期进行学生脊柱侧弯的筛查工作时,甚至遇到一些家长对此有误解。由于脊柱侧弯的检查需要学生脱去上衣,一些家长对此非常抵触,这主要还是因为家长们对脊柱侧弯及预防缺乏了解。 田雪文表示,根据筛查情况看,脊柱侧弯多发于10至15岁的青少年,这也是孩子身体发育的一个高峰期。脊柱侧弯早发现,可以通过脊柱保健操等运动手段进行干预,使孩子的脊柱侧弯控制在较轻范围内,使其尽可能不对身体健康产生危害。而一旦错过早发现早干预的阶段,脊柱侧弯会随着孩子的身体发育不断加重,当脊柱侧弯已经到了较为严重的程度,就只能进行手术治疗,这无疑将大大增加孩子的痛苦。 对于进行舞蹈训练和长期参与单侧运动的青少年来说,家长更有必要关注孩子的脊柱侧弯问题和加强预防措施。北京一名冰球教练建议,孩子在参与单侧运动之余,应积极参与一些均衡性运动,如游泳、跑步、体操训练、骑自行车等,以促进身体各部位的全面锻炼、平衡发展。 在开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目的3年多时间里,田雪文与团队的30多名师生欣慰地发现,随着家长们对脊柱侧弯的了解程度越来越深,他们也会对脊柱侧弯的早筛查、早干预工作越来越关注和支持。从整个社会来说,对青少年脊柱侧弯的问题也越来越重视。2022年,山东省教育厅在山东体育学院正式设立了山东省青少年脊柱健康促进中心。青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目,也入选了国家体育总局群体司组织开展的2022年全民健身志愿服务项目库。 青少年脊柱侧弯的发病初期隐匿性较强,却是干预、治疗的黄金期。但目前,国内大多数家长对脊柱侧弯仍缺乏认知和判断,大规模的青少年脊柱侧弯筛查就显得十分重要。田雪文介绍,从山东来说,今年预计对青少年(中小学生)进行脊柱侧弯的筛查人数将从之前的每年1万人增加到5至10万人。并通过制作《青少年脊柱健康保健操》《体态瑜伽还你挺拔身姿》《趣味健身操》《青少年体适能》《极简十式太极拳》《八段锦》等视频,向广大家长和学生传播脊柱健康的科普知识和训练方法。 中青报·中青网记者 慈鑫 来源:中国青年报 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |