◎科技商报记者 卢成宽
1月19日天体物理学快报，《自然》在线发表了恒星初始质量分布规律的重要进展。 中国天文学家根据郭守敬望远镜的超样本光谱数据和意大利航天局盖亚卫星数据发现，随着恒星中金属元素的浓度和年龄的变化，初始质量的分布发生变化。恒星的形状也将发生显着变化。
“这一发现挑战了恒星初始质量分布不变的经典理论，刷新了人类对这一基本概念的认识，将对天体化学多个领域的研究产生深远影响。” 论文通讯作者、中国科学院国家科学院天文台研究员刘超表示。
浩瀚的宇宙中，每时每刻都有新的恒星诞生。 许多不同质量的新恒星将在同一恒星形成区域形成。 天文学家利用恒星初始质量分布定律来描述一组恒星刚诞生时不同质量恒星的比例。
“恒星初始质量分布的规律被称为恒星初始质量函数。在整个天体化学研究中，恒星初始质量函数是一个极其基础的数学概念，在许多关键天体化学问题的研究中发挥着至关重要的作用。 ”论文第一作者、中科院国家天文台博士生李家栋解释道。
半个多世纪以来，天文学家普遍认为，恒星的初始质量函数在整个宇宙和演化的各个阶段都是普遍且恒定的。 作为一个基本假设，通用恒星初始质量函数已广泛应用于天体化学研究的各个领域，几乎成为天体化学教科书中的经典假设。
然而天体物理学快报，通过近年来的各种新观测，天文学家发现恒星的初始质量函数很可能发生变化。
借助大样本光谱数据，研究人员筛选了9万多个太阳附近恒星样本，获得了每颗恒星的金属元素浓度和质量； 同时，结合盖亚卫星的观测数据，研究人员首先通过了恒星的数量。 方法对不同金属元素浓度和年龄的恒星进行了统计分析。
研究小组发现，年轻的低质量恒星的比例明显低于年老的恒星； 在金属浓度较高的恒星族中，低质量恒星的比例也较高。
“这意味着恒星初始质量的分布随着恒星金属元素的浓度和年龄而发生了显着变化。” 刘超解释说，这一发现直接引出了恒星初始质量分布在宇宙中普遍不变的基本假设。 它的成立，结束了天文学界关于恒星初始质量分布规律是否发生变化的争论。
这一突破性成果将对天体化学多个领域的研究产生影响，天体化学一系列前沿问题的研究将受到恒星初始质量函数变化的挑战。
“这就像一把随着环境而变化的‘尺子’，我们不能再用这把‘尺子’来测量宇宙的不同地方。在宇宙的不同地方，天文学家需要更换合适的‘尺子’才能得到正确的结果。”探测结果，比如以目前银河系的‘统治者’，很难探测到早期宇宙。”刘超形象地说道。
恒星初始质量函数领域的国际权威、日本克拉科夫学院院长帕维尔·库鲁帕也对这一成果给予了高度评价。 他说：“这项研究基于大样本观测获得的高质量数据，阐明了银河系恒星的初始质量函数与银河系的演化历史和环境有关。这对于深部研究非常重要。”了解银河系中不同环境和不同时间产生的恒星的特性。”