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)
中国共产党人精神谱系融入高校思政课实践教学的方式与路径****** 作者:马福运(河南师范大学马克思主义学院教授) 习近平总书记在党的二十大报告中指出,“弘扬以伟大建党精神为源头的中国共产党人精神谱系,用好红色资源,深入开展社会主义核心价值观宣传教育,深化爱国主义、集体主义、社会主义教育,着力培养担当民族复兴大任的时代新人”。在河南安阳考察时,习近平总书记强调,“红旗渠精神同延安精神是一脉相承的,是中华民族不可磨灭的历史记忆,永远震撼人心。年轻一代要继承和发扬吃苦耐劳、自力更生、艰苦奋斗的精神,摒弃骄娇二气,像我们的父辈一样把青春热血镌刻在历史的丰碑上”。包括伟大建党精神、延安精神、红旗渠精神等在内的中国共产党人精神谱系,是我们党的宝贵精神财富,是上好“大思政课”的鲜活素材、融通课堂教学与实践教学的有效媒介。依托中国共产党人精神谱系相关学术成果和实践教学基地,通过课堂叙事式教学、平台情景式教学、基地体验式教学、网络延展式教学的“四位一体”立体化实践教学模式,将中国共产党人精神谱系全面融入高校思政课实践教学,能够使广大青年学生深刻领悟中国共产党人精神谱系的丰富内涵和时代意义,激励他们继承优良传统,赓续红色血脉,将志气、骨气、底气固化为信仰,转化为信念,强化为信心。 习近平总书记强调,“要用红旗渠精神教育人民特别是广大青少年,社会主义是拼出来、干出来、拿命换来的,不仅过去如此,新时代也是如此”。弘扬包括红旗渠精神在内的中国共产党人精神谱系重在实效性,实现课堂叙事式教学、平台情景式教学、基地体验式教学、网络延展式教学的相互渗透、有机融合、功能互补,有效整合校内校外、课内课外、线上线下等教育教学资源,不断增强思政课的思想性、理论性和亲和力、针对性。课堂叙事式教学,指根据“小故事大主题、语言通俗易懂、贴近学生实际”的原则,针对教材中的不同知识点,挖掘“红色故事”蕴含的教育主题,聘请英雄模范人物担任特聘教授走进课堂,强化课堂教学的叙事性和吸引力。平台情景式教学,指借助多功能思政课实践教学平台,以学生深度参与、深度体验为主旨,利用文艺表演、情景剧、辩论赛等形式,将教学内容转换在体验探究之中。基地体验式教学,指因地制宜,建立和利用思政课实践教学基地,通过参观考察、调研访谈或劳模授课,引导学生带着问题感受革命历史、感悟先进事迹、追寻先辈足迹,用百年奋斗的辉煌成就激发学习热情和奋斗激情。网络延展式教学,则是基于网络教学平台等共享性学习资源,运用虚拟仿真、新媒体、人机交互、大数据等技术,让学生在图形、动画、三维场景构造的虚拟环境中感受和掌握教材内容。 通过“四位一体”立体化实践教学,把中国共产党人精神谱系融入高校思政课,以课堂理论教学为支撑,实现了对机制、资源、功能等现有实践教学要素的深度整合,克服了实践教学要素离散化的困难,打通了理论教学与实践教学之间的时空壁垒,体现了从知性启智、感性润心,到悟性思辨、理性笃行的循序渐进过程。 首先,回应时代课题,构建“大思政课”体系,创意性实现了“思政课堂—校内平台—校外基地—网络空间”的联通互补和互融互促。坚持开门办思政课,推动思政小课堂和社会大课堂结合,完善思政课实践教学机制,已经成为深化思政课改革创新的重要突破点。“四位一体”立体化实践教学模式,在内容上实现了教材与现实相结合,在形式上实现了显性与隐形相结合,在功能上实现了引领与内化相结合,在场域上实现了课堂与社会相结合。 其次,坚持问题导向,突破实践教学“瓶颈”,创造性地解决了实践教学方法难多样、参与难全员、效果难呈现、运行难长效等问题。有效解决了实践教学长效规范运行的难题,通过系统建构、整体推进,克服了教学组织的盲目性和随意性;有效解决了实践教学要素分离的弊病,通过同类资源协同化、社会力量同向化、异质资源相容化,实现教育资源配置效益的最大化;有效解决了实践教学实施偏窄扁平的困境,通过深度挖掘实践教学元素、综合利用实践教学资源、高效整合实践教学功能,实现实践育人的全员、全方位和全过程。 再次,立足根本任务,聚焦“讲深讲透讲活”,创新性地聚焦“教”与“学”的主要矛盾,以学生为主体反向设计实践教学实施方案。通过开展课堂叙事式教学,实现明理学道;通过网络延展式教学,实现明理识道;通过平台情景式教学,实现明理悟道;通过基地体验式教学,实现明理行道。在方法选取、路径实施、原则遵循、环境优化、机制保障等方面,坚持一切以学生成长成才为中心进行顶层设计,形成了“教师+学生”双主体的实践育人体系,从而把“教”的目标和成效化于“学”的感知和践行,让学生在教学主体转换中做到知行合一。 实践教学模式倡导不同高校思政课实践教学的协同与互动,以及不同实践教学方式的整合与联动,旨在通过实践教学过程的“共建”和“共育”,实现实践教育价值的“共创”和“共享”。以伟大建党精神、延安精神、红旗渠精神等丰富多样的中国共产党人精神谱系作为抓手,通过“四位一体”立体化实践教学,为构建课堂教学引领实践教学、实践教学反哺课堂教学的良好生态提供了有效路径。 通过专题化推动,贯通“课堂+实践”,解决课堂教学供给与学生理论需求不平衡的矛盾。依托区域红色文化资源对教学内容进行整合,提炼契合每门思政课的实践教学主题,通过专题开发形成故事资料库、实践要素牵引导图、整体化流程表等实操方案,以避免实践教学目标离散、方法随意等问题;以课堂叙事为牵引,推动“英模情感叙事+教师道理叙事”相结合、理论课堂讲授与实践教学内容相融通,通过具象化的教学主题、艺术化的教学方法、生活化的教学叙事,增强思政课理论教学的实践性;有效拓展课堂教学的时空场域,将教材重难点作为核心问题融入实践教学设计,多角度、全空间聚焦问题解决,有效平衡课堂供给有限性与学生需求多样化的矛盾。 通过全链条带动,融通“要素+方法”,一体化构建大思政育人格局,解决教学要素离散化与教育系统完整性的矛盾。在研究高校思政课实践教学要素功能、剖析学生个性特点和价值认同规律的基础上,整合校园文化活动等校内实践教学资源,打造校内多功能、专业化实践教学平台,构建校外系统性、开放性实践教学基地;通过丰富多彩的活动和亲身体验把区域红色文化融入课堂认知、平台创作、基地体验等多向互促中,为大学生的理论认知、价值塑造、素质提升搭建常态化体验平台;构建全过程、多要素、网格化、链条式的实践教学体系,在体验过程中检验并达成育人效果,有效解决教学目标随意化、方法简单化、受众代表化、效果瞬时化等共性问题。 通过多项目驱动,联通“网上+网下”,多模态搭建沉浸式育人平台。着力打造联动式课堂教学和步入式实践教学,依托智媒体、大数据、虚拟仿真和网络通信等信息技术,根据桌面式、沉浸式、分布式等多样化需要,通过教学主题专题化、教学方法虚拟化、教学推广融媒化,搭建以思政课微信公众号、网上精品课等为载体的共建共享学习平台,通过虚拟实验设备创设直观、生动、形象的数字化教学仿真场景,打造“指尖化课堂”“沉浸式课堂”,拓展高校思政课教学的时空与资源,实现理论教学与实践教学的良性互动。 (本文系国家社科基金重点项目“基于口述史的红旗渠精神生成逻辑与当代价值研究”〔18AKS019〕的阶段性成果) 《光明日报》( 2023年01月11日 06版) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |