“我们的研究成果，挑战了天文物理领域的经典理论！”
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1月19日，《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台研究员刘超带领的研究团队的一项重大成果。研究认为“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，挑战了“恒星初始质量分布规律不变”的经典理论，刷新了人类对这一基本概念的认知。
这一原创性成果发挥了我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）超大光谱数据样本优势，同时结合了欧洲空间局盖亚（Gaia）卫星数据。论文合作者还包括北京师范大学天文和天体物理前沿科学研究所、南京大学、紫金山天文台等单位的研究人员。
恒星初始质量函数领域的国际权威、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。这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。”
“数星星”解决存在30年的争议
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。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。
从1955年提出“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”概念以来，它作为基本假设，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”。
“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。”论文合作者、南京大学天文系教授张智昱说。
但是，由于找不到更直接有力的观测证据，这个争议存在了30年。
“当时困扰我们的是太阳附近能用于分析的恒星数量太少，统计上不确定度就很大；对银河系外星系关键信号的解释强烈依赖物理模型，可能受到系统偏差影响。”刘超说。
而LAMOST目前保持着最大样本恒星光谱数据的世界记录，Gaia的性能正好和LAMOST互补，二者结合对恒星归类很有帮助，能够挑出来“年老”的恒星。
正是这样的优势，研究团队得以“精挑细选”出9万多颗距离太阳1000光年以内的恒星样本。在保证误差足够小的同时，最大程度减少了对物理模型依赖。
观测手段进步后，刘超团队首次通过最直观的恒星计数法，也就是“数星星”，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。
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