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)
各地探索服务自动驾驶交通管理新举措****** 各地探索服务自动驾驶交通管理新举措 如何为“聪明的车”建设“智慧的路” 本报记者 董凡超 驾驶座上没司机,汽车也能上路行驶?或许,这就是未来的日常。随着5G通信、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速演进,自动驾驶已经逐渐从蓝图走进现实。 2022年12月,上海市十五届人大常委会第四十六次会议表决通过《上海市浦东新区促进无驾驶人智能网联汽车创新应用规定》,旨在推动产业高质量发展,保障道路交通安全。 通过地方立法回应创新驱动下产业发展诉求的做法不仅在浦东一隅。《法治日报》记者梳理发现,近年来,各地各部门将自动驾驶作为科技创新支撑加快建设交通强国的重要领域之一,积极推进自动驾驶技术发展与应用,在政策法规、标准规范、技术研发、试点示范等方面开展了一系列工作。 创新发展 多个部委有举措 清华大学法学院教授余凌云告诉记者,完善自动驾驶汽车准入制度要在充分了解自动驾驶汽车的基础上,制定一套合理而透明的市场准入标准,现行的汽车驾驶自动化分级国家标准将汽车驾驶自动化等级划分为L0-L5级。 近年来,我国智能网联汽车产业飞速发展,目前正处于技术快速演进、产业加速布局的关键阶段。除了明确分级标准外,相关部委已开展包括深化试点示范、完善政策环境、推动基础设施建设等工作。 在出台发展政策方面,交通运输部、工信部、公安部印发《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》;交通运输部联合发改委等11个部门出台《智能汽车创新发展战略》。 在推进标准规范制定方面,工信部、交通运输部、公安部推动相关标准化技术委员会协同合作;在国家车联网产业标准体系框架下研究智能交通标准体系;制定营运客车、营运货车安全技术条件;编制《公路工程适应自动驾驶附属设施总体技术规范》。 在推进测试验证方面,交通运输部认定6家封闭场地测试基地(北京、西安、重庆、上海、泰兴、襄阳);推动测试区数据共享、结果互认,提升测试服务水平;制定《自动驾驶封闭测试场地建设技术指南(暂行)》。 在推进试点示范方面,交通运输部开展新一代国家交通控制网和智慧公路的试点;推动5G通信和北斗导航等技术的应用;在北京、上海、河北等地推进一批自动驾驶和车路协同试点项目。 目前,各部委正坚持“鼓励探索、包容失败、确保安全、反对垄断”的原则,在地方先行先试、产品准入试点、智能交通基础设施建设等方面多措并举,持续推动我国自动驾驶汽车行业高质量发展。 上路行驶 制度保障少不了 2021年6月23日,依据全国人大常委会授权,上海市十五届人大常委会第三十二次会议全票通过决定,支持浦东新区高水平改革开放。一个新名词——浦东新区法规,进入公众视野。由此,上海拥有两类不同性质的地方立法,一类适用于全上海,一类专门为浦东制定,在浦东新区实施。 浦东新区法规明确,开展无驾驶人智能网联汽车道路测试、示范应用、示范运营,车辆应当具备最小风险运行模式,配备处于无驾驶人状态的显示装置以及故障或事故后的警示装置,经过有驾驶人智能网联汽车道路测试并达到规定里程或时间。开展智能网联汽车创新应用的路段、区域由市交通部门会同公安、经济信息化、通信管理等部门根据道路基础条件和实际需要划定并组织开展验收。验收通过后,应当向社会公示,并在该路段、区域及周边设置相应标识和安全提示。 山西省阳泉市作为全国首个全域开放自动驾驶的地级市,目前已开展全市200公里道路自动驾驶测试运营工作,50个交通路口路侧基础设施完成智能化改造,形成市域级车城网。2021年9月,阳泉市多个部门出台了《阳泉市智能网联汽车示范应用管理办法》,对自动驾驶载人测试进行了支持。 重庆市永川区和湖北省武汉市均出台管理规定,允许获得资质的示范应用主体开展车内无安全员的远程测试、示范和商业运营,为开展自动驾驶业务的企业提供详细的指导和支持。 在政策支持下,中国在自动驾驶技术研发和应用方面均位居世界前列。各地法律、规定之于自动驾驶,态度是——鼓励创新、包容审慎、循序渐进,实行分级分类管理,按照从低风险场景到高风险场景、从简单类型到复杂类型的要求,确保安全有序、风险可控。 余凌云指出,自动驾驶真正获得普及,还需从全国立法层面为产品准入和道路准入提供统一的合法性支撑,预防和应对技术的不确定性挑战,寻求道德伦理的正当性。 “自动驾驶可通过地方立法进行试验来积累经验,最后在国家层面形成统一立法。”余凌云认为,自动驾驶立法应当坚持创新性、前瞻性、开放性的理念,并以“渐进式”立法思路为宜。 保障安全 公安机关在行动 走进阳泉市的数字经济产业园,自动驾驶车辆不时从身边驶过。 记者在采访中了解到,阳泉市公安局交警支队四大队为自动驾驶车辆开放了200公里的测试道路,支持其规模化测试运行。并针对区域内住宅聚集区、商业大厦等地周边人员流动性大、即停即走现象多、管理难度大的特点,设置了专用停车位和停车牌,进一步规范了自动驾驶车辆停车行为。 据阳泉市公安局交警支队四大队副大队长胡鹏飞介绍,在日常管理中,该大队打造智能网联示范区的专门勤务模式,创建了“线下巡逻与线上巡检”相结合的管控机制,以机动中队为单位,“路长”每天对辖区道路交通情况进行巡逻,如遇自动驾驶汽车存在交通违法行为,及时通知测试安全员,并对企业进行通报。同时,还制定了专门的交通事故处理程序,为及时处置交通事故及安全事件提供机制保障。 此外,该大队每月都会组织专人深入企业进行交通安全知识宣讲,详细检查安全员的资质及车辆的安全性能,严禁不符合安全要求的车辆上路行驶。 在北京市亦庄新城设立的高级别自动驾驶示范区,科技带来的崭新变化正在改变群众的出行体验——北京交管局联合有关科技公司开展基于自动驾驶车辆感知设备的交通事件举报应用研究,以及基于手机定位的紧急求助、信号灯绿波护航研究等联创课题研究,探索自动驾驶与交通管理的双向赋能,全面提升群众出行的安全感与科技感。 余凌云表示,自动驾驶的技术革命可能导致与自动驾驶汽车相关的法律问题层出不穷,也会赋予交通管理全新的执法重点并带来了技术层面考验。在可预见的未来,公安交管部门应当重点解决自动驾驶汽车的事故责任认定、隐私保护与网络安全等问题。 “交通管理未来也会依托物联网技术的应用高度智能化、自动化、网络化,真正具有‘千里眼、顺风耳’,做到取证实时化,智能预防事故主动化。公安交管部门也应积极延展科技触角,用有效、精准同时不侵犯隐私的执法手段,护航自动驾驶技术应用行稳致远。”余凌云如是说。 图为2022年12月23日,山西省阳泉市公安局交警支队四大队民警对辖区自动驾驶车辆道路交通通行情况进行巡逻指挥。 崔凯 摄 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |