天文地理

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旋渦星系初始質(zhì)量函數(shù)研究進(jìn)展

中科院國家天文臺葛均強(qiáng)、毛淑德等研究人員，利用當(dāng)前世界上最大的積分場巡天項目——SDSS-IV MaNGA數(shù)據(jù)，結(jié)合星族合成以及星系動力學(xué)模型，對816個河外星系的初始質(zhì)量函數(shù)進(jìn)行了研究，這也是首次利用積分場光譜對旋渦星系的初始質(zhì)量函數(shù)進(jìn)行研究，相關(guān)研究成果發(fā)表于《天體物理期刊》。恒星初始質(zhì)量函數(shù)（IMF）是當(dāng)前星系形成演化的熱門話題之一。在星系中，不同質(zhì)量的恒星往往是在一個分子云中批量形成。而初始質(zhì)量函數(shù)，則描述了恒星形成時，不同質(zhì)量的恒星所占的比例，即數(shù)密度隨質(zhì)量的變化。對于遙遠(yuǎn)的河外星系，當(dāng)前的望遠(yuǎn)鏡還難以分辨單顆恒星，因此需要其他間接的方法來研究初始質(zhì)量函數(shù)。

816個星系的恒星初始質(zhì)量函數(shù)隨星系速度彌散的變化

MaNGA積分場光譜儀示意圖

蛇夫座天區(qū)致密分子探針大規(guī)模成圖

中科院國家天文臺研究人員潘之辰、李菂和錢磊發(fā)表了蛇夫座天區(qū)致密分子探針大規(guī)模成圖，相關(guān)論文發(fā)表于《天體物理雜志》。此成圖觀測使用了中科院紫金山天文臺青海觀測站的13.7米毫米波望遠(yuǎn)鏡（http://www.dlh.pmo.cas.cn/），覆蓋了蛇夫座分子云中約2.5平方度的天區(qū)，數(shù)據(jù)的空間分辨率約為1角分，是蛇夫座分子云對兩條分子譜線的第一次大的連續(xù)天區(qū)成圖。由此觀測數(shù)據(jù)，新證認(rèn)了四個致密分子云團(tuán)塊（Oph-J, Oph-K, Oph-L和Oph-M）和一個由C2H輻射區(qū)域所示蹤的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)合化學(xué)建模，揭示了C2H和N2H+的豐度比隨著演化時間的推移而降低，是示蹤分子云化學(xué)演化的新工具。

脈沖星和快速射電暴距離研究進(jìn)展

中科院新疆天文臺王娜研究員等構(gòu)建了新的電子密度模型YMW16具備以下有利條件：1、具有測量距離的脈沖星數(shù)目增加了一倍，且銀河系結(jié)構(gòu)參數(shù)精度提高；2、麥哲倫云脈沖星數(shù)目增加，對麥哲倫云結(jié)構(gòu)認(rèn)識得到提高；3、發(fā)現(xiàn)快速射電暴，研究了星系際介質(zhì)自由電子密度的分布。YMW16不僅提高了銀河系脈沖星模型距離精度，在95%的置信區(qū)間范圍內(nèi)優(yōu)于NE2001近40%，且是第一個可用于估測麥哲倫云脈沖星及快速射電暴距離的模型。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》。測量天體到地球的距離通常很困難，但距離是最基本的參數(shù)。脈沖星距離是進(jìn)一步研究脈沖星起源、演化、分布以及輻射特性等所需最基本的參數(shù)。

早期宇宙中的類星體揭秘

中科院上海天文臺安濤研究員等在對超高紅移類星體的調(diào)研中，重點研究了類星體CGRaBS J0906+6930（z=5.47），發(fā)現(xiàn)它是一顆距離我們遙遠(yuǎn)而且在射電波段明亮的耀變體，距離地球約有110億光年，處在只有宇宙當(dāng)前年齡約十分之一的極早期。它在2004年首次被VLBI（甚長基線干涉技術(shù)）發(fā)現(xiàn)，是目前紅移大于5的宇宙中射電亮度最高的類星體。該團(tuán)隊于2015年首先利用東亞地區(qū)的VLBI網(wǎng)（KaVA）對這顆遙遠(yuǎn)的類星體進(jìn)行了試觀測，驗證了它在22GHz頻率上致密結(jié)構(gòu)適合VLBI觀測，然后分析了該天體的歷史VLBI數(shù)據(jù)和單天線流量監(jiān)測數(shù)據(jù)，對它的射電性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。相關(guān)論文發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月刊》。

地震帶與慢地震的關(guān)系

中科院海洋研究所特聘研究員高翔與加拿大地質(zhì)調(diào)查局教授王克林等合作，發(fā)現(xiàn)地震帶與其下方的慢地震在斷層流變特征上是分離的，慢地震的發(fā)生受地幔楔角（斷層面與大陸莫霍面交界）附近特殊的地質(zhì)條件控制，研究論文發(fā)表于《自然》。板塊邊界大地震發(fā)生于斷層淺部，因為該處溫度低，斷層呈脆性。深部的高溫環(huán)境一般使斷層呈黏性。然而在某些俯沖帶，地幔楔角附近的高壓流體使斷層在這一深度又重新呈現(xiàn)脆性，從而帶來幕式震顫與慢滑移。在地震帶和慢滑移帶之間，斷層呈半脆性或黏性。該研究解釋了多種看似不相關(guān)甚至矛盾的慢地震觀測現(xiàn)象，也為研究大斷層的滑動特征和地震生成機(jī)制提供了新的概念模型。

地震帶與慢地震關(guān)系

有大地震和慢地震現(xiàn)象的俯沖斷層的應(yīng)力和運動現(xiàn)象

云南植物區(qū)系的起源與演化

中科院西雙版納熱帶植物園研究員朱華團(tuán)隊從系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系上驗證了云南植物區(qū)系的起源與演化理論，相關(guān)論文發(fā)表于《科學(xué)報告》。云南西北部的植物區(qū)系組成總體上表現(xiàn)出顯著的聚集結(jié)構(gòu)（在凈親緣關(guān)系和最近親緣關(guān)系上），特別明顯的是溫帶分布屬，說明有大量近親物種的存在和演化，反映了隨喜馬拉雅-青藏高原的快速抬升，促使西北部大量新生物種快速地就地進(jìn)化。云南南部、中部和西北部植物區(qū)系之間熱帶成分具有更高的系統(tǒng)發(fā)育相似性和更小的最近系統(tǒng)發(fā)育距離，反映了這三個地區(qū)的現(xiàn)代植物區(qū)系在喜馬拉雅快速抬升前可能具有相同的植物區(qū)系起源背景。

氣溶膠減排加速高山湖泊生態(tài)退化

蘭州大學(xué)西部環(huán)境教育部重點實驗室陳發(fā)虎院士研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)人為排放氣溶膠正對亞洲高山湖泊生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響，未來人為氣溶膠的減排將可能加速其退化，相關(guān)論文發(fā)表于《自然-氣候變化》。在自然暖期環(huán)境下，亞洲高山湖泊發(fā)生了顯著的湖泊富營養(yǎng)化，而在最近幾十年以來人類活動主導(dǎo)的暖期環(huán)境下，由于人類活動排放的氣溶膠阻止了亞洲夏季風(fēng)的增強(qiáng)，從而造成亞洲高山湖泊沒有發(fā)生富營養(yǎng)化，而如果未來由人類活動排放的氣溶膠減少，亞洲夏季風(fēng)將返回到自然暖期環(huán)境下季風(fēng)增強(qiáng)的狀態(tài)，將又可能導(dǎo)致亞洲高山湖泊系統(tǒng)出現(xiàn)之前的富營養(yǎng)化狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)退化。

南海巖石圈“脫碳換骨”的秘密

中科院海洋研究所張國良研究員等發(fā)現(xiàn)南海地幔深部存在一種高度富碳的新型巖漿，可在巖石圈的作用下“脫碳”，連續(xù)轉(zhuǎn)化為堿性玄武巖，相關(guān)論文發(fā)表于《自然-地球科學(xué)》。2014年，在第二次南海大洋鉆探IODP349航次中，成功鉆取到火山角礫。科學(xué)家對這些樣品進(jìn)行深入研究，證明了這是一種新型的、硅含量很高的碳酸質(zhì)母巖漿。這種巖漿從深部地幔上升并和巖石圈相互作用后，脫“碳”換骨，就變成了常見的堿性玄武巖。碳酸巖作為一種巖漿，其硅含量很低，與實驗室里推算的原始高硅碳酸巖巖漿相矛盾。研究證實了堿性玄武巖可以由碳酸巖母巖漿演化而成。