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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)
东西问·解码兔年 | 赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？****** 编者按： “万物迎春送残腊，一年结局在今宵”。中国传统的兔年春节将至，历经疫情考验的人们心怀希冀。自2023年1月18日起，中新社“东西问”专栏特推出“解码兔年”系列稿，探究春节文化、“双立春”等的意涵与影响。 中新社敦煌1月20日电 题：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？ ——专访敦煌研究院副研究馆员赵燕林 中新社记者 丁思  临近中国农历兔年春节，萌态可掬的兔子造型层出不穷。中国敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图存世千余年，绘制了共用三耳、循环追逐的三只兔子，这或许是世界上最与众不同的兔子造型。这一图案，也出现于巴基斯坦赤陶浮雕、叙利亚的多色陶瓷、欧洲教堂彩绘玻璃，乃至一些西方现代建筑中。 “三兔共耳”的创作源起是什么，有何寓意？为何能在中西广受认同？敦煌研究院副研究馆员赵燕林近日就此接受中新社“东西问”独家专访。 视频：【东西问】赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？来源：中国新闻网 现将访谈实录摘要如下： 中新社记者：目前，现存于敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图案有多少个？它们的造型、纹样有何不同？ 赵燕林：“三兔共耳”的装饰图案广泛分布于古丝绸之路沿线的亚欧大陆各地，目前已知该图案年代最早的实例存于敦煌莫高窟壁画中。从时代分布情况来看，壁画中“三兔共耳”发端于隋初，流行于初唐和中晚唐时期，最终消亡于五代。 莫高窟共发现有20个洞窟绘制有这一图案。其中，17个绘制在洞窟藻井图案中，4个为天宫栏墙装饰图案，还有1个绘制于藻井垂帐纹，共出现22处，隋代洞窟占比最多，共9幅。 总体来看，隋代初期此类图案尚显生涩，而至隋代中晚期则极尽繁华，第407窟“三兔共耳”藻井图案被认为是该纹样的杰出代表，也是大众最为熟知的一幅。  莫高窟第407窟“三兔共耳”藻井图案。敦煌研究院供图“三兔共耳”的图案主体构成呈圆形，三只兔子以等边三角形均匀分布其中，两两共用一耳，呈顺时针或逆时针方向旋转奔跑、相互追逐，首尾相接，动感十足，造型优美。早期图案中的兔子，以白色居多，唐代逐渐出现了黑色、灰褐等色。 中新社记者：该图案为何是三只兔子？有何寓意？ 赵燕林：“三”在中国传统文化中，有着特殊寓意。《道德经》讲，“一生二，二生三，三生万物”，三只兔子有往复循环、繁衍生息的涵义。“三”又与佛教涅槃思想吻合，三兔像是“前世”“今生”与“来世”，有“循环”“轮回”之意。 同时，古人眼中，“兔”的内涵也很丰富。西晋张华《博物志》卷四《物性》中说：“兔舐毫望月而孕，口中吐子。”明代徐树丕在《识小录》中云：“俗曰：兔无雄，望月而生也。”古人认为世间所有兔子都为雌性，只有月亮中的兔子为雄性，加之兔子繁殖能力极强，自古便成为多子多福的象征。西晋傅玄《拟天问》曰：“月中何有，白兔捣药”，又说：“月为阴水，白兔之形”。古人认为月是“阴水”，还是白兔的化身，故《隋书·天文志》说：“月为太阴之精，以之配日，女主之象也”。所以，藻井图案中兔子的形象，也有“月神”与“阴水”的意涵，是“以水克火”的延展。 另外，汉魏以来，图谶瑞应思想极为流行，有着向朝廷进献“祥瑞”的传统。白色的鹿、兔子等世间稀有罕见，是吉祥、祥瑞的象征。经过魏晋南北朝战争，隋初人口相对退减，多子多福、生生不息成为普通民众朴素的期盼。藻井是莫高窟洞窟中最为核心的位置，将“三兔共耳”图案绘制在最中央的藻井中，也是寄托了洞窟功德主们的美好愿望。  莫高窟第302窟“三兔共耳”栏墙纹，这是目前已知该图案年代最早的实例。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”有何源起，其创作手法有何特点？ 赵燕林：研究发现，“三兔共耳”图案与中国古代传统文化纹样十分接近，例如出现在中国新石器时代的彩陶和玉器上的类似装饰图案，在春秋战国时期的铜敦盖、漆器上出现的三兽纹等，最为突出的是汉代瓦当上的三雁纹，以及画像石上的三鱼共首纹等。 其创作手法是中国传统的“共生”，即将两个或者两个以上相同造型元素的相同部分叠加重合在一起，在构成新图形的同时，不破坏单体结构的完整性。中国历代纹样作品中，有大量的共生图案，内涵也多与生命繁衍、祈福相关。 “三兔共耳”的“共生”创作手法也体现着中国传统宇宙观。中国古人重视天文，有星象崇拜，“三兔共耳”有自秦汉以来“三圆三方”宇宙模型的影子，即由中心三个圆外切三个正方形的叠涩构架而成，体现着天圆地方、天人合一的哲学观念。  莫高窟第305窟“三兔共耳”藻井图案及其“三圆三方宇宙模型”结构示意图 。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”的传播路径有无定论？该图案为何也在西方社会受到认同？ 赵燕林：敦煌是古丝绸之路的枢纽城市和商贸文化重镇，世界四大文明和三大宗教在这里相会，不同民族与文化交流交融是丝绸之路沿线地区的重要特征。存世最早的“三兔共耳”图案正是出现在敦煌。 学界多认为，这一图案是从中国自东向西传播，其以古代中国的传统文化为渊薮。有部分学者猜想其源于中原，后从蒙古帝国西征时，从敦煌沿丝绸之路同时向蒙古国、印度、中亚各地传播，后从中亚、西亚向非洲的埃及、欧洲各国传播。也有学者提出，是战争把它带至西方社会。 该图案究竟源于何处，缘何被带至西方？目前尚无定论，但有一点可以确定，世界很多民族都有月亮当中有一只兔子的传说。 随着时间演变，“三兔共耳”出现在伊斯兰圆章模印玻璃、阿富汗的金属盘、伊朗的托盘、科威特的瓷砖画、德国教堂的钟表、英国教堂的玻璃窗上，成为当地宗教、文化与民众日常生活中的图饰，沿用至今。  巴基斯坦斯瓦特赛杜沙里夫遗址“三兔共耳”浮雕(9—11世纪)。采自《三只野兔的神奇旅程》。受访者供图该图案对于西方民众意味着什么？一些西方学者做了调查，甚至专门有团队出版了《三只野兔的神奇旅程》等研究文集，他们认为“这幅图具有神秘的力量”，能够为人们带来无限遐想和吉祥的寓意。由此看来，无论是中国还是西方，人们对艺术魅力的认同与对生活的美好祈愿是相通的。(完) 专家简介：  赵燕林，甘肃省甘谷县人。敦煌研究院考古研究所副研究馆员。在《敦煌研究》《自然辩证法研究》《艺术设计研究》等期刊发表论文20余篇，出版著作3部。主要研究领域为中国传统文化及石窟艺术，在《西北民族大学学报》(哲学社会科学版)、日本《比较民俗研究》等期刊发表“三兔共耳”相关研究论文5篇。主持国家社科基金项目、甘肃省社科规划一般项目等研究课题4项，参与国家社科基金重大项目、国家社科基金冷门绝学团队项目、国家社科基金一般项目等多项课题基金。
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