我國科學家利用郭守敬望遠鏡(LAMOST)的超大光譜數據樣本發現，恒星初始質量分布規律會隨恒星金屬元素含量和年齡的變化而發生顯著變化，刷新了對恒星初始質量分布規律的傳統認知，將對天體物理學多個領域的研究產生影響。
該研究由中科院國家天文臺研究員劉超團隊與合作者共同完成，相關成果19日在國際學術期刊《自然》發表。
“恒星初始質量分布規律，天文學上通常稱為恒星初始質量函數，描述了一群恒星在剛剛誕生時，不同質量的恒星所占的比例。”劉超介紹，恒星初始質量函數是現代天文學中一個非常基礎的物理概念，對許多關鍵天體物理學問題的研究起到至關重要的作用。
半個多世紀以來，天文學家通常認為恒星初始質量函數在宇宙各處及各個演化階段是普適不變的，并作為基本假設在諸多天體物理研究領域廣泛應用。近年來，天文學家發現，恒星初始質量函數很可能是會變化的，但這一結論需要在銀河系中找到更為直接有力的觀測證據。
此項研究中，研究團隊發揮LAMOST大樣本光譜數據優勢，結合歐洲空間局“蓋亞”衛星的觀測數據，首次從觀測角度直接獲取了幾乎不依賴于任何模型的恒星初始質量函數，并清晰觀測到恒星初始質量分布規律隨恒星金屬元素含量和年齡的變化而發生了顯著變化。
“這一發現直接導致恒星初始質量分布規律普適不變的基本假設不再成立，將對天體物理學多個領域的研究產生影響。”論文合作者、南京大學教授張智昱說，無論是測量宇宙不同階段星系中暗物質和重子物質質量、構建星系化學演化，還是理解恒星形成過程、探測太陽系外行星，以及其他天體物理學前沿問題的研究，都將因恒星初始質量函數的變化而受到挑戰。
“這如同一把會隨著環境變化的‘尺子’，不能用同一把‘尺子’丈量宇宙的不同地方，天文學家需要更換合適的‘尺子’才能得到正確的測量結果。”劉超說。
