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)
学习实习两不误 “线上留学”他们有了更多选择****** 疫情时期跨国留学 有人边学习边实习 有人重归国内校园 “线上留学” 他们有了更多选择 随着各国疫情防控政策的调整，受疫情影响的留学生群体，终于回归了正常生活。 他们有人正忙着办理新的签证，为的是去陌生校园参加毕业典礼；也有人已迅速回归“正轨”，完美融入线下学习；还有人正为过去的线上学习清理积弊，为未来的学业方向做好规划…… 回望过去三年，特殊的跨国求学过程中，这批留学生也有自己的独特收获。 三年“线上留学” 学习实习两不误 近来，Mia正忙着筹备申请新的澳洲签证，以赶赴悉尼大学参加毕业典礼。不久后，她将第一次踏入悉尼大学校园，在那里穿上硕士服，戴上硕士帽，告别自己的研究生生涯。 Mia本科就读于南澳大学电影学专业。2020年年初受疫情影响，澳大利亚政府规定，禁止持有学生签证的境外人员入境。彼时，正读大二的Mia在圣诞假期返回中国，开启了“线上留学”生活。 Mia的每一门课均需要同时参与两种形式的课程：一种是讲座类大课，另一种是20人左右的讨论课。“网课期间，讨论在线上平台进行，讲座类课程的教授则会将课程录制好上传系统，供学生自主观看。直至现在，即使大部分学校已经恢复了线下面授，一些教授仍会沿用当年的录播课程，供新一届选课的学生观看学习。”Mia说。 本科毕业后，Mia拿到了悉尼大学一年制的研究生offer。与从前本土学生居多的南澳大学相比，悉尼大学多数研究生来自世界各地。为解决大量学生的网课问题，学校设置了24小时国际热线，对远程服务也进行了显著优化。 虽然有部分拍摄课因条件受限无法照常进行，Mia只得换成理论类课程，但其他实操课程，Mia可以在共享屏幕观看导师的演示。有操作困惑时，还可以请求导师远程操控自己的电脑，示范剪辑、特效等。所以Mia觉得“线上留学”进行得颇为顺利。 于是，当疫情形势有所变化时，Mia做了一个不同于其他同学的选择：她没有返回澳洲，而是选择留在国内继续上网课，“一是考虑到租房等事宜会耗费额外的时间以及金钱成本，二是对于传媒专业的学生来说，实习经历更重要。” 而过去三年持续的“线上留学”，算是给Mia带来了绝佳的实习体验。 整个疫情期间，Mia一边完成澳洲的网课学业，一边在互联网大厂进行较长时间的实习。Mia负责的大多是海外运营工作，通过分析公司在国内业务上的成功经验，制定适配海外用户的方案，用英语输出给海外负责市场的同事。除了娴熟的英语，在海外两年半的跨文化经历也使Mia在处理实习工作时较易上手。 “我所在的岗位办公时间比较灵活，一般每周到岗3天至4天，有课时我会停下工作在工位上上课，下课后再继续完成实习老师布置的工作。” Mia说，如果课程时间较长，她就顺延自己的下班时间，或用午休时间赶工作进度。 学业和实习平衡，需要强大的时间管理能力。Mia每学期至少修读四门课，每门课都需要撰写大量论文。“论文的查重和评审十分严格，一旦写不好可能导致整门课挂掉，还要支付将近3万人民币的重修费，所以要特别认真完成。”Mia说。 悉尼时间比北京早两个小时，为避免因时差导致自己错过提交论文的deadline，Mia的手机锁屏上醒目显示着两个时间。由于工作中需要频繁联络身处印尼地区的同事，Mia的手机上也会另外标注雅加达(印尼当地)时间。在三个时区间切换，拥有“双重身份”的Mia忙得不亦乐乎。 三年的“线上留学”，Mia折叠了自己的时空，超额收获了专业知识和实习经验。在尝试了海外运营、本土电商运营等实习工作后，Mia确定了今后的就业方向：在海外运营领域深耕。“这三年一边学习一边实习，我看到自己的核心优势：一是作为留学生，有丰富的跨文化经验；二是在实践中，深刻感受到海外市场拓展的可行性；三是结识了很多行业人脉，较易获得内推机会，有利于春招时顺利入职。” 为防“自闭” 到手机维修店兼职 英国全面放开后，再希恢复了正常的留学生活。由于之前线下课上的积极发言，这个申请季，再希拿到了教授的推荐信，她正在准备申请读研的学校，也开始期待下一段精彩的留学之旅。 从再希的住处步行到学校，大约需要15分钟。格拉斯哥地势起伏大，往常去学校上课，再希都要攀爬一座陡峭的山坡，赶到教室时总会气喘吁吁，这也加重了她“早八”上课的疲惫。网课期间，再希省去了大体力消耗，甚至都不必起床梳洗，躲在被窝里、捧着电脑就可以开始上网课了。 再希回忆，在网课阶段，教授会将lecture大课录播上传校内系统，供学生自行观看。再希一般会选择在下午时段开设的互动课，而在晚上时段听录播课。那段时间，她的生物钟完全处于昼夜颠倒状态。“下午醒来后参与一节持续一两个小时的讨论课，下课玩玩手机，晚上10点钟左右再开始观看教授上传的lecture，然后写写论文，学习到早晨六七点，再去睡觉。”再希说。 幸运的是，教授上传的录播课都有添加字幕，“我会在自己的电脑上安装插件，将字幕翻译成中文，帮助自己理解教授讲述的内容。”此外，再希也可以随时暂停老师的课程，多次观看回放。再希调侃，线上听录播课，能听懂的内容是线下课的两倍，所以她希望录播课永远存在。 那段时间，唯一能让再希在早晨醒来的事情，就是补充生活物资。封控期间，再希无法前往超市买菜、购物，一切需要在手机上先预约，提前几天甚至几周，预定某一时间段由超市工作人员配送上门。而那也成了封控期再希与外界打交道的唯一机会。 网课期间，由于无法出门聚餐，再希的娱乐时间也基本靠手机打发。“这是我第一次觉得，手机也有玩腻的一天。”来回滑动小小的屏幕，没有任何一个软件能刷出感兴趣的内容，这种生活让再希觉得有些“自闭”。 为了充实自己，再希决定前往伦敦实习。在通过投简历、面试等关卡后，再希坐上了火车，辗转6个小时来到了伦敦的住处，可公司却通知她，目前尚未恢复线下工作，线上完成实习即可。 为了缓解烦闷，机缘巧合下，再希在伦敦大学学院附近找到了一份手机维修店的兼职。因为时常有中国留学生光顾，开店的印度老板希望可以找中国留学生来“撑住店面”。再希主要负责前台中文客服兼新媒体运营，时常要在店里与顾客面对面沟通，帮顾客和老板扫清语言上的障碍。 在这里，再希重新感受到了线下生活的“立体感”，也度过了来英国以来最温暖的一段时光。印度老板会在再希生日时给她准备惊喜，还会把自家做的传统印度美食带到店里邀请她一同享用。下班聚餐后的深夜，老板会在伦敦空无一人的街道上骑半个小时的摩托，把再希送回住处。 英国全面放开后，再希也恢复了正常的生活。心血来潮时，她会和男友一起自驾去格拉斯哥郊外看流星、去伦敦参加脱口秀比赛、去爱丁堡做朋友纪录片的主角……由于线下课堂上的积极发言，这个申请季，再希拿到了教授的推荐信，她正在准备申请读研的学校，也开始期待下一段精彩的留学之旅。 为和同学线下交流 决定交换回国内大学 李屹染目前正在美国一所公立大学读大三。而过去，她曾因为疫情选择过“曲线”留学，即交换回国内，以国外网课+国内线下学习的模式，完成学业。疫情下，这段特殊的“中美切换”留学经历，李屹染觉得很珍贵。 “大一开学，还没来得及经历校园生活，就直接上网课了。”那段经历，李屹染历历在目：因为网课不受时间地点束缚，起初的一个月，她住在海口，有电脑就能上课，这让她感觉很自由。“有一部分课程是录播，可以随时看，其余的是直播课，到点上就可以了。”李屹染习惯每次把录播课攒到要做作业前一起看，可以连续看好几节课。 渐渐地，“打开电脑是学校，关上电脑就是家。”李屹染有些抵触这种“真空”的学习环境。“大部分时间都是家里留学，又因为我们都是小班教学，没有太多的中国课友，一开始也不太会和美国同学社交，感觉自己就像是一匹孤狼在学习。” “小组作业，同学们大都不太情愿说话，也不愿意开摄像头，只有一个名字摆在线上会议屏幕上，一两个人张罗作业，其他人能闭麦就闭麦。”这样的情况让李屹染感到完全和外界“零交流”。“我和大学同学都是网友，很渴望和真实的他们进行线下交流。”于是当李屹染看到学校开始留学交换报名时，她果断报名，到北京的一所高校留学半学期。 美国学校当时给选择交换的学生两种选择：完全(中国)线下上课，或者美国网课+中国线下。她选择了后者——在国内大学完成两门课程，在线上完成其他课程。“我所就读的这所高校心理学很出色，我报名了社会心理学，还有一门是艺术类课程电影赏析。” 于是，李屹染开启了“中美切换”的留学模式：她和室友以留学生身份住在昌平校区的学校宿舍里，每天乘坐学校的班车到市区上课，晚上回到宿舍，8点打开电脑链接美国课堂。虽然在学费上有点“不划算”，但这次交换，给了她体验中美大学不同教学文化的机会。 国内校园给了李屹染期待已久的校园体验。这段交换经历，李屹染觉得很珍贵：“上高中时，摆在面前的是要么出国，要么高考。而这个特别的经历让我体验到了自己没有选的路到底是什么样的，我觉得很有意义。” 在国内自建“留学空间” 度过“没有上午”的一年 回归正常的线下学习生活后，雨文在校园里偶然碰到了自己的政治学科教授，一番面对面地沟通后，雨文不但解决了积攒已久的困惑，还获得了宝贵的建议，调整了未来的专业方向。 随着2020年全球疫情暴发，美国校园采取线上同步网课教学模式。尽管有少部分中国留学生为了抵达校园选择辗转到第三国入境，但考虑到疫情的严重性，雨文还是“随大流”，决定在中国的家里“线上留学”，以完成第一学年的学业。 2020年开学前，考虑到线上留学的昼夜颠倒会影响到家人的正常生活，于是她和几名同样需要“线上留学”的好友一起租了个房子。暑假末，她和朋友们一起忙活装修。9月一开学，四个人一起搬进了亲手打造的“留学空间”。 开学后，雨文开始在北京的晚间，上美国的早课。每晚8点开始上课，下课后并不能马上休息，她要继续写论文、交作业，和美国同学跨时区完成小组作业，在后半夜甚至是天亮去睡觉。睡到中午11点起床，是雨文第一学年的常态。“没有上午，下午除了准备晚上的课程也做不了什么，所以感觉每天都过得很短。”雨文一度感觉很煎熬，“很难保证有一个规律睡眠和固定的学习状态的话，也没法把生活规划得很好。” 大二这年，雨文终于回到了真实的校园：在校园里邂逅丰富的留学生活；和同学在图书馆里完成小组作业。她的主修课程之一是数学，“因为之前一年，很多数学课不提供线上直播，所以就没法选课。”回到校园，雨文才上了第一节线性代数课。 一天，雨文在校园里偶遇了政治学科的教授，聊到自己在一门课上的线上经历：这所学校的人文课程很多是为美国政治系统设计，政治学科设置更偏向于对未来在联邦政府工作的学生，作为国际学生，她对课程的设置、关注点和观点存在困惑。“老师非常耐心，他建议我考虑把研究重点换成亚洲问题研究。”雨文觉得自己非常幸运：“这次偶遇的交谈让我调整了更适合自己的专业方向，线下面对面的交流氛围是线上很难实现的。” 与此同时，雨文认为线上留学网课也给她带来了经验的增长：一方面，隔着屏幕上课，压力会有点大，很难确定自己的真实水平，也不了解同学们都听懂了多少；另一方面，雨文也明白，网课帮助她相对顺利地拥有了课堂展示和演讲等必备技能，“尽管线上课程有大家注意力不聚焦的问题，但这也给发表意见提供条件。做展示时，我可以写好文字内容，网课让我有充足的时间背诵稿件，在线上会议上点击‘举手’，心理压力不会太大，促使我在大一上网课的这一年养成了在课堂上多做分享的习惯。” (文中受访者均为化名) 文/本报记者 张知依 实习生 王伊朵 孙显龙 供图/受访者 统筹/林艳 张彬 快盈v地图 |
