中评社北京1月19日电／据光明网报导，1月19日，国际学术期刊《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘超研究员带领的研究团队的一项重大成果。发挥我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）超大光谱数据样本优势，结合欧洲空间局盖亚（Gaia）卫星数据，研究团队发现天体物理学中一个非常重要的基础理论“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着变化。
这一新发现挑战了恒星初始质量分布规律不变的经典理论，刷新了人类对这一基本概念的认知，将对天体物理多个领域的研究产生深远影响。论文合作者还包括北京师范大学天文和天体物理前沿科学研究所、南京大学、紫金山天文台等单位的研究人员。
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。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。论文第一作者、国家天文台博士研究生李佳东解释说：“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”。但是近年来，天文学家通过各种新的观测，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说：“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LAMOST、Gaia等国内外大型天文设施投入观测运行，获得了海量观测数据，助力我国天文学家发现了恒星初始质量函数变化的直接证据。研究团队发挥LAMOST大样本光谱数据优势，筛选出目前最精细的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Gaia卫星的观测数据，研究人员首次通过最直观的恒星计数法（数星星），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。
研究团队发现，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。此外他们还发现，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着变化，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，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。
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