广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恆星，同一恆星形成区会批量形成许多不同质量的新生恆星。长期以来，“恆星初始质量分布规律不变”一直是天文界关于恆星演化研究的一个经典理论。恒星初始质量分布规律真的一成不变吗？

 中国科学院国家天文台刘超研究员领导的合作团队最新研究发现，“恆星初始质量分布规律”会随着恆星金属元素含量和年龄发生显着变化，对其“不变”的经典理论提出挑战。

 研究团队发挥国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(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，发现天体物理学中一个非常重要的基础概念——“恆星初始质量分布规律”会随着恆星金属元素含量和年龄发生显着变化，从而对“恆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。

 在此次研究中发现，研究团队首次清晰观测到年轻的小质量恆星数量比例明显高于年老的恆星。此外，金属含量越高的恆星家族中小质量恆星数量比例也越多。这是天文学家首次如此清晰地观测到恆星初始质量分布规律随着恆星金属元素含量和年龄发生了显着变化，直接导致恆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。

 恆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，揭示了银河系中恆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恆星形成的性质非常重要。

 半个多世纪以来，天文学家通常认为恆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”。

 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”。

 中国中科院紫金山天文台符晓婷副研究员补充说，如此複杂变化的恆星初始质量函数，对恆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，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。