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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)
古代皇家园林中的祥瑞****** 贾珺
宋徽宗赵佶绘《瑞鹤图》现藏于辽宁省博物馆 中国历史上出现过无数祥瑞，在史书中留下了大量记载。 所谓“祥瑞”，就是突然降临人间的甘霖、彩云、神兽、仙禽、佳卉等稀罕之物，被认为是上天的嘉示，带有吉祥的征兆，寓意风调雨顺、国泰民安。古时每逢祥瑞出现，大臣都会上表庆贺，建议给天子加上尊号。 经过历朝历代的大力收罗，祥瑞的名目越来越多：以麒麟、凤凰、神龟、神龙、白虎“五灵”为最高的“嘉瑞”，以景星、庆云等六十四种天象为“大瑞”，以白狼、赤兔等二十八种走兽为“上瑞”，以苍鸟、赤雁等三十二种禽鸟为“中瑞”，以嘉禾、芝草、木连理等十四种植物为“下瑞”，后来又加上铜鼎、铜钟、玉罄、玉璧等器物，是为“杂瑞”，真是五花八门，蔚然大观。九州各地的山林郊野、城镇乡村，都留下过祥瑞的踪迹。值得注意的是，很多重要的祥瑞都以皇家园林为舞台，显得绚丽夺目。 元朔六年（前123年）十月，汉武帝刘彻在苑囿游猎时捕获了一只独角、五蹄的怪兽，他认为很吉利，便改年号为“元狩”。次年，骠骑将军霍去病率大军进击河西，连续击败匈奴各部，夺取祁连山，一路战果辉煌。 约在同一时期，建章宫的后阁重栏又跑出来一只怪兽，它的样子像是麋鹿，却又不是麋鹿。汉武帝亲往探看，见左右无人识得，便召东方朔前来辨认。东方朔先索要了大批赏赐，而后才告知汉武帝此兽的牙齿前后整齐如骑兵，名为“驺牙”，属祥瑞性质，预示着远方将有蛮夷归附。果然，一年后，匈奴浑邪王率十余万部族归降汉朝。 始元元年（前86年）二月，建章宫的太液池里降落了许多黄鹄，被视为汉朝“土德”的象征，汉昭帝刘弗陵为之作诗：“黄鹄飞兮下建章，羽肃肃兮行跄跄，金为衣兮菊为裳。唼喋荷荇，出入蒹葭。自顾菲薄，愧尔嘉祥。”在古书中，黄鹄是一种能高飞千里的神鸟，实际上或许是羽毛偏黄的天鹅。 汉昭帝没有子嗣，元凤三年（前78年）春传来报告，说上林苑中有一株枯柳重新长出枝叶，虫食其叶，噬出“公孙病已立”五个字，颇为怪异。后来有人解释道，“公孙病已”指的是前任太子刘据的孙子刘病已，刘病已长期流落民间，后养于掖庭，改名为刘询。这也是一个祥瑞，预示着他应该继位为君。元平元年（前74年）少帝刘贺被废后，霍光等大臣便拥刘询即位，是为汉宣帝。
元人绘《嘉禾图》现藏于台北故宫 元康四年（前62年）三月，成千上万的五彩神雀云集于上林苑，汉宣帝遂在第二年改年号为“神爵”——古时的“爵”通“雀”。之后几年中，不断有凤凰、神雀和甘露降临，汉宣帝在上林苑内建了一座凤凰殿，以示嘉祥。 洛阳华林园的前身是始建于东汉的芳林园。曹丕篡汉建立魏朝的第三年，有一大群秃鹫在芳林园的水池上聚集，说不清是凶是吉，搞得君臣不知所措。好在没过多久，水池边长出灵芝——这肯定是好兆头，众人方才松了一口气。 后来，魏明帝曹叡对芳林园大加扩建，还想把汉武帝在建章宫铸的承露盘搬过来。不料承露盘在搬运途中折断，魏明帝便下旨重铸了一尊，竖在园中，终于得到上天所降的“甘露”。曹植还奉旨专门作了一篇《承露盘颂》，以此来纪念这个祥瑞。 东晋迁都建康（今江苏南京），仿洛阳旧制建华林园，格局相似，被之后的宋、齐、梁、陈各朝继承。 宋文帝刘义隆的在位时间长达三十年，前期整顿朝政、减免赋税、复兴儒学，南朝的经济、文化一度有了很大发展。到后期，华林园中经常出现白獐、嘉禾之类的祥瑞，被认为是天下大治的吉相。但这段时间，王朝已然衰落，没过多久太子刘劭叛乱，宋文帝被叛将张超之所弑。 宋孝武帝刘骏在位期间，由于有紫气出现在华林园景阳楼上层西南的梁架之间，便将此楼更名为“景云楼”；清暑殿屋顶的鸱尾中央长出一棵五茎的嘉禾，由此更名为“嘉禾殿”；新建的一座琴堂，因堂前两棵橘树结出连理枝，被命名为“连玉堂”。宋孝武帝死后，长子刘子业继位，荒唐暴虐，很快就被叔叔、湘东王刘彧杀掉，几座建筑的名称又被改回。 刘彧登上皇位后，喜欢乘船在华林园的天渊池中游玩。一次，一条白鱼跳进了龙舟——《史记》记载当年周武王伐纣时，率军乘船渡河，也曾有白鱼入舟。这是一个大大的祥瑞，自然要吹嘘一番。 南齐建元三年（481年），华林园醴泉堂的东面升起一股圆形的祥云，周长十余丈，与景阳楼同高，五彩缤纷，光芒四射，缓缓向南飘浮，最后绕过长船，隐入天渊池——此情此景，很像外星人的飞碟出没。 至唐代，武则天以女主的身份临朝，唯恐人心不服，十分热衷于宣扬祥瑞。《唐诗纪事》记载天授二年（691年）腊月，有大臣诡称御苑中鲜花开放，是难得的祥瑞，以此诱骗武则天入园赏花，乘机发动叛乱。武则天识破了这个诡计，命人预先在园中四处装点假花，次日召群臣同游。预谋者见到隆冬之际百花绽放的奇景，以为天佑武后，便取消了原定的计划。 北宋景德五年（1008年）正月，宋真宗赵恒在宫中大宴群臣，即席宣布自己去年十一月做的一个奇怪的梦：有神仙告知只要在正殿虔诚做足一个月的道场，就能得到上天赏赐的“天书”。如今日期已满，不知是否应验？随后便有内司启奏，说左承天门南面的屋角鸱吻上挂着一卷黄帛，取下一看，果真是三篇“天书”。两天后，又有紫云覆盖宫殿，空中隐约有龙凤的影子。如此天降祥瑞，自然是普天同庆，宋真宗当即下旨改年号为“大中祥符”。 当年六月，“天书”再次在泰山醴泉北降临，地方官员连忙驰送京师，宋真宗亲自在皇家园林含芳园中奉迎天书，并将此园更名为“瑞圣园”。瑞圣园随即出现五彩云烟，又有一股形似凤凰的黄气在殿间萦绕，妙不可言。十月，宋真宗巡幸泰山，举行封禅大典。 政和二年（1112年）上元之次夕，汴京（今河南开封）的宣德门上空祥云环绕，一群仙鹤上下盘旋。宋徽宗赵佶与臣民一同观赏了这番奇景，龙心大悦，亲笔御制《瑞鹤图》，还题诗为记。有学者考证，这群仙鹤并非天外来客，而是皇家园林延福宫中人工豢养的珍禽，整件事完全是自导自演的闹剧。十五年后，金军攻破开封，宋徽宗和其子宋钦宗赵桓被掳往北国，那些瑞鹤早已不知所终。 明嘉靖二十三年（1544年），许多地方遭遇旱灾，边关又不安宁，明世宗朱厚熜为此焦躁不安之时，听到大臣报告“内苑嘉禾生茎双穗，凡六十有四”。这大概指的是西苑的御田长出了特别的稻穗，寓意着天下丰收。明世宗不禁大喜，遍告百官，让大家一同欢庆。 说来说去，古代皇家园林中这些所谓的“祥瑞”，大多是“人为”的成果，还有一些可能属于偶发的自然现象，与吉凶没有直接的关联。许多人对这“神奇”的祥瑞信以为真，无非是想表达一种美好的向往与期盼，但归根结底，并不能改变历史与自然的发展规律。 （文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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