亞洲第一、世界第四的65米口徑天馬射電望遠(yuǎn)鏡。實(shí)習(xí)生 俞佳一/攝

呂行向記者展示他最新觀測(cè)到的正在形成的“恒星寶寶”。實(shí)習(xí)生 俞佳一/攝

劉鐵在天馬射電望遠(yuǎn)鏡園區(qū)接受記者采訪。實(shí)習(xí)生 俞佳一/攝

顧琦烙面前有3臺(tái)電腦，其中一臺(tái)是專用顯示器，幫助他更加細(xì)致地觀察各國(guó)學(xué)者發(fā)表的最前沿的星系觀測(cè)結(jié)果。實(shí)習(xí)生 俞佳一/攝

37歲的青年研究員呂行展示他網(wǎng)購(gòu)的3D打印星系手辦。他從物理學(xué)轉(zhuǎn)專業(yè)到天文學(xué)，被一本天文科普書(shū)“帶入坑”。實(shí)習(xí)生 俞佳一/攝

“We are star dust.（我們都是星塵）?！边@句話是天文學(xué)專業(yè)學(xué)生的“必修語(yǔ)句”，也是很多年輕人選擇天文學(xué)的最終目標(biāo)——回答“我從哪里來(lái)”這一人類終極命題。

恒星尤其是大質(zhì)量恒星如何形成，是國(guó)際天文學(xué)研究領(lǐng)域的前沿話題。如果能把恒星的起源說(shuō)清楚，再找到類似太陽(yáng)這種可能為人類創(chuàng)造較好生存環(huán)境的恒星，那么科幻片里的“太空移民”將不再是夢(mèng)想。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者日前找到了一群專門(mén)研究恒星形成的青年天文學(xué)家，他們走在恒星形成研究領(lǐng)域的最前沿。2019年至今，由中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“上海天文臺(tái)”）天體物理研究室研究員劉鐵領(lǐng)銜的這個(gè)不到20人的青年團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在國(guó)際天文學(xué)期刊發(fā)表150多篇論文。最近，他們的研究又取得了重大突破。

他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)正在形成中的“四體”恒星系統(tǒng)——比“三體”還多一顆恒星，未來(lái)，這4顆目前看來(lái)還是“恒星寶寶”的恒星，或?qū)⑿纬梢粋€(gè)較好的恒星系統(tǒng)。

不止“三體”

“恒星的塵埃塑造了我們，更塑造了我們周?chē)奈镔|(zhì)世界，研究恒星形成，某種程度上就是要回答‘我是誰(shuí)、我從哪里來(lái)、要到哪里去’這3個(gè)問(wèn)題?！鄙虾Ｌ煳呐_(tái)博士后顧琦烙是劉鐵團(tuán)隊(duì)的成員之一，他們研究的重點(diǎn)是“恒星如何形成”。

電視劇《三體》里出現(xiàn)的三日凌空“名場(chǎng)面”，就是這些天文學(xué)家關(guān)注的問(wèn)題。近期，團(tuán)隊(duì)首次探測(cè)到了一個(gè)由4顆正在形成的恒星組成的四星系統(tǒng)，該系統(tǒng)將來(lái)可能會(huì)演化成“四體”恒星系統(tǒng)。

劉鐵團(tuán)隊(duì)還運(yùn)用位于智利阿塔卡馬沙漠的ALMA望遠(yuǎn)鏡，對(duì)獵戶座普朗克銀河冷團(tuán)塊進(jìn)行了觀測(cè)和調(diào)查。他們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)第一次發(fā)現(xiàn)了“星前云核”形成之前的“恒星胚胎”，也就是孕育中的“恒星寶寶”。

這項(xiàng)研究還揭示了“恒星胚胎”的分裂現(xiàn)象，為研究恒星早期演化及雙星和多星系統(tǒng)形成的理論提供了重要證據(jù)，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有里程碑意義。

顧琦烙說(shuō)，觀察星星就跟買(mǎi)彩票一樣，靠夜以繼日的積累，也要看運(yùn)氣。比如，使用望遠(yuǎn)鏡需要先提交一份觀測(cè)申請(qǐng)，對(duì)方會(huì)評(píng)估這項(xiàng)觀測(cè)有多大價(jià)值，還有觀測(cè)需求和這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的適配程度，然后給這份申請(qǐng)打分。

“只有得到的分?jǐn)?shù)高，才能優(yōu)先得到觀測(cè)時(shí)間。但你好不容易申請(qǐng)到的觀測(cè)點(diǎn)，可能剛好天氣不好，你啥也看不到?！鳖欑诱f(shuō)。

上海天文臺(tái)博士后張遂楠說(shuō)，學(xué)天文的人脾氣都很好，面對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的“啥也看不到”的情況，大家總能泰然處之，“想想自己只是宇宙中的一顆塵埃，有啥好糾結(jié)的？看不到就繼續(xù)申請(qǐng)、繼續(xù)看”。

張遂楠說(shuō)，大家都是天生的“志同道合者”。每天最幸福的時(shí)光，就是和團(tuán)隊(duì)的老師、同學(xué)一起吃午飯，“大家圍坐一圈，就很開(kāi)心。吃完飯到對(duì)面光啟公園散步”。

37歲的上海天文臺(tái)天體物理研究室研究員呂行，是銀河系中心“恒星寶寶”的發(fā)現(xiàn)人之一。他介紹，上海天文臺(tái)給科學(xué)家們提供了較好的工作環(huán)境，“背靠大樹(shù)，讓我們能把精力放在研究上，工作踏實(shí)”。

不“社恐”的天文學(xué)家

上海天文臺(tái)成立于1962年，包括徐家匯總部和佘山科技園區(qū)天馬望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)站兩個(gè)部分，后者是一個(gè)擁有排名世界前四、亞洲第一的65米口徑、全方位、可轉(zhuǎn)動(dòng)的大型射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

劉鐵2019年9月回國(guó)，加入上海天文臺(tái)。5年來(lái)，他的團(tuán)隊(duì)迅速成長(zhǎng)，加入的人越來(lái)越多，38歲的他，目前是整個(gè)團(tuán)隊(duì)里“最老”的天文學(xué)家。

夜觀星象、與星辰為伴……這或許是大多數(shù)人對(duì)天文學(xué)家的第一印象。但實(shí)際上，他們大多數(shù)時(shí)候，都要坐在電腦前盯著屏幕，敲代碼、分析數(shù)據(jù)、畫(huà)圖。

你或許以為他們都是“社恐”，只會(huì)和星星打交道。實(shí)際上，他們一旦聊起感興趣的話題，就會(huì)馬上打開(kāi)話匣子，網(wǎng)絡(luò)熱詞頻出；他們會(huì)用各種各樣的潮玩手辦“裝扮”自己的工位；閑暇之余他們還會(huì)相約去徒步、唱歌、玩桌游，“萌”態(tài)可掬。

“天文學(xué)是個(gè)典型的交叉學(xué)科?！眲㈣F說(shuō)，天文人除了要有數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)外，還要有計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程等基礎(chǔ)知識(shí)，甚至還要懂一些人文社科。他的團(tuán)隊(duì)每年會(huì)招收5-6名學(xué)生，生源除了來(lái)自各大院校的天文學(xué)專業(yè)外，還有來(lái)自法學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生。

劉鐵說(shuō)，天文人都是很浪漫的。早年，沒(méi)有遠(yuǎn)程控制技術(shù)時(shí)，他們要翻山越嶺，去各種各樣艱苦的地方“安營(yíng)扎寨”，經(jīng)常熬夜蹲守最佳的觀測(cè)時(shí)機(jī)。

“這是一件特別浪漫的事，你不覺(jué)得嗎？”劉鐵說(shuō)，天文人本質(zhì)上充滿好奇心、浪漫，他們都愛(ài)看星星，都愛(ài)探索宇宙的奧秘。為了看一顆星，他們可以去荒山、荒漠，也愿意去宇宙中。

得益于觀測(cè)設(shè)備的發(fā)展，天文學(xué)家們現(xiàn)在不用翻山越嶺看星星了，他們可以為望遠(yuǎn)鏡制訂一個(gè)運(yùn)行腳本，告訴它什么時(shí)間、方位，用什么樣的參數(shù)觀測(cè)多長(zhǎng)時(shí)間，再根據(jù)望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)收集的信號(hào)來(lái)做分析。

甚至，天文人現(xiàn)在不是“看星星”，而是依靠望遠(yuǎn)鏡捕捉天體發(fā)出的射電波來(lái)“聽(tīng)星星”。隨后，他們又要變成“畫(huà)家”，給一張?jiān)緵](méi)有任何色彩的天圖上色?！叭搜凼强床坏焦鈱W(xué)波段以外的色彩的，所以我們會(huì)根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱，給這些圖片涂上不同的顏色。這些顏色本身沒(méi)有意義，但它代表的結(jié)構(gòu)是有物理意義的?！眲㈣F指著墻上的一幅星系圖說(shuō)。

讓更多人“愛(ài)上天文”

采訪中，中青報(bào)·中青網(wǎng)記者注意到，上海天文臺(tái)的青年天文學(xué)家們還在做很多“分外之事”。除了研究恒星形成、觀測(cè)宇宙，他們還做天文科普，推動(dòng)我國(guó)亞毫米波段望遠(yuǎn)鏡的自主建設(shè)。而這些并不算是他們的本職工作。

劉鐵團(tuán)隊(duì)和上海市部分學(xué)校與社區(qū)達(dá)成合作，通過(guò)開(kāi)展科普講座，制作全年齡段科普慕課等方式，向公眾普及天文知識(shí)?！拔覀儾荒軆H著眼于個(gè)人價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，更需承載社會(huì)價(jià)值與責(zé)任，積極把各項(xiàng)發(fā)現(xiàn)推廣傳播開(kāi)來(lái)，讓更多青少年、普通公眾了解天文學(xué)?！眳涡姓f(shuō)。

“現(xiàn)在是青年天文學(xué)人的黃金發(fā)展期，越來(lái)越多院校開(kāi)設(shè)了天文學(xué)專業(yè)，國(guó)家也在大力布局建設(shè)高水平望遠(yuǎn)鏡，這都需要更多年輕人加入進(jìn)來(lái)。”劉鐵說(shuō)，想辦法讓更多人“愛(ài)上天文”或許比發(fā)一兩篇論文更加重要。

在與國(guó)際頂尖團(tuán)隊(duì)賽跑的過(guò)程中，劉鐵團(tuán)隊(duì)也遇到過(guò)硬件難題。他和團(tuán)隊(duì)成員目前正積極參與推進(jìn)我國(guó)亞毫米波段望遠(yuǎn)鏡的自主建設(shè)項(xiàng)目?！霸谖磥?lái)10年乃至我退休之前，這都將是我持續(xù)推動(dòng)的重要工作，也是我們的使命所在?！眲㈣F說(shuō)。

呂行的研究方向是銀河系中心極端環(huán)境下的恒星形成過(guò)程。他介紹，這個(gè)方向是近10年才慢慢熱起來(lái)的，“正是得益于一批高水平觀測(cè)設(shè)備的建成，我們才能看到原來(lái)看不到的地方”。也正因?yàn)槿绱?，我?guó)天文行業(yè)的發(fā)展，特別依賴于更加高級(jí)的觀測(cè)設(shè)備。

劉鐵團(tuán)隊(duì)目前正在開(kāi)展寬頻譜線觀測(cè)研究，也離不開(kāi)對(duì)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)整優(yōu)化。此前，國(guó)內(nèi)寬頻譜線搜尋工作近乎空白，主要原因就是國(guó)內(nèi)望遠(yuǎn)鏡性能不足，即便亞洲最大口徑65米的上海天文臺(tái)天馬望遠(yuǎn)鏡，起初也未達(dá)標(biāo)。此后，劉鐵團(tuán)隊(duì)與天馬望遠(yuǎn)鏡工程師通力合作，才使得天馬望遠(yuǎn)鏡可用于深度譜線搜尋。

這只是劉鐵團(tuán)隊(duì)研究過(guò)程中理論與技術(shù)雙向互動(dòng)的一個(gè)縮影。“我們的課題屬于‘系統(tǒng)化工程’，我們科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要有賴于望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的升級(jí)?！彼f(shuō)。

來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)