星系的命运是由多样化和广阔的宇宙中新的恒星群诞生时的初始质量分布决定的。这种关系被称为初始质量函数(IMF)。50多年来，天文学家一直认为IMF是一种普遍的关系，这意味着它在整个宇宙中是一致的。
新的研究显示，新诞生的恒星(黄色、橙色和红色圆圈代表质量从高到低的恒星)的质量随其金属丰度和出生时间(内圈代表出生较早)而变化。
然而，最近的发现意味着，在某些恒星形成特别旺盛的星系中，IMF的形式可能与银河系中通常假设的不一样。为了证实这些发现，天文学家需要在银河系内收集更多的直接观测证据。
现在，基于大天区多目标光纤光谱望远镜(LAMOST，也被称为郭守敬望远镜)，由中国科学院国家天文台刘超教授领导的一个研究小组发现了关于IMF如何随不同环境变化的关键性直接证据。
这项研究最近发表在《自然》杂志上。
李家栋说："IMF随着金属元素水平的变化而变化，在宇宙历史上较早诞生的恒星群比较年轻的恒星群包含更少的低质量恒星。"
恒星初始质量函数(IMF)描述了一个群体中新恒星的初始质量分布。资料来源：NAOC
在一定体积内计算恒星是测量低质量(红矮星)恒星IMF的一种直接和经典的方法，其质量分布不随时间演变，因此这种方法基本上不受模型或假设的影响。
"尽管以前的许多研究都应用了恒星计数来推导IMF，但有两个问题没有得到解决。一个是在以前的工作中只计算了少量的恒星。第二是以前的研究没有考虑和测量恒星的金属性质，"该研究的共同作者张志宇教授说。
LAMOST提供的光谱包含了数百万颗恒星的化学成分、温度和光度的信息，使研究人员能够测量附近红矮星的金属性。通过从LAMOST和盖亚调查的目录中选择大约93000颗红矮星，研究人员能够根据恒星的金属性进行分组，并计算出每组恒星的质量分布。
这项研究揭示了我们的银河系中低质量恒星的可变丰度，并为恒星形成的模型建立了一个强大的基准。这些发现也可能影响到遥远星系的化学富集模型的结果，以及对星系质量和行星形成效率的估计。
刘教授说："例如，星系的总恒星质量通常是通过假设IMF是不变的来估计的，但如果IMF是可变的，这可能会改变星系的总质量估计，并可能改变银河系天文学领域。
德国波恩大学IMF相关学术权威Pavel Kroupa教授对这些结果进行了评论。"作者在大量观察到的恒星的基础上报告说，本地银河系盘中晚期恒星的IMF是与金属性和年龄相关的。这些结果对于解决恒星IMF的普遍性非常重要，并且能够深入了解在银河系不同时间和不同条件下形成的恒星种群的可能转变。"
