欢迎您登录科学中国人官方网站!!
新浪微博|网站地图|联系我们
天体追寻记

来源:  发布时间:2015-12-11

——记中国科学院上海天文台研究员郝蕾
  
本刊记者  张笑笑
  
  
  2014年年底,30米口径望远镜研制计划一发布,就吸引了全世界的目光。据悉,它是21世纪地基巨型光学—红外天文观测设备,由美国加州大学、加州理工学院、加拿大大学天文研究联盟、日本国立天文台、中国国家天文台以及印度科技部联合参与。建成后,最远可以看到离地球130亿光年的地方,这意味着人们通过它,可以看到宇宙第一批形成的星体和星系。今年4月,该望远镜科学白皮书发布,中国科学院上海天文台研究员郝蕾作为中方唯一的科学家,参与了白皮书的编纂工作。
  
  两次“转行”,与天文结缘
  
  1993年,郝蕾考入中国科学技术大学,攻读地球与空间科学专业。本科时期,看书、学习、准备考试几乎占据她所有的时间。1998年,郝蕾申请普林斯顿大学天文系,开启留学旅程。在国内,郝蕾是不折不扣的“学霸”,但从国内空间科学系“转行”到国外天文系,她面临“什么都不知道”“什么都不会”“甚至是连自己不知道什么都不知道”的困境。
  多年后,郝蕾反思其中的缘由。她注意到,在国内读大学时注重的是对标准答案的求索,遇到任何难题,“你知道总会有一个答案,把那个答案找到就可以了。”但是西方教育注重的是提出问题的思维能力,显然,这方面她还没有得到足够的锻炼。中西方教育的碰撞,让郝蕾至今都在感慨,“我在科研上是走过弯路的”。想绕过那段弯路,没有任何捷径,只有“多听、多练、多想”。
  2003年,郝蕾到康奈尔大学做博士后研究,恰好SPITZER望远镜发射上天。SPITZER望远镜观测的是中红外的光谱,涉及到分子发射线。以前她所接触到的都是光学波段的光谱。望远镜观测光谱的不同,对郝蕾来说又是一次“转行”。所谓隔行如隔山,“强弱发射线都混合在一起,我不知道有哪些发射线,搞不清楚连续谱到底在哪里。所有的这些问题都需要我把这些知识学一遍”。
  回头看,正是这次经历,给了郝蕾观察天体的机会。中红外光谱很难在地面上用望远镜观测到,地球发热、望远镜的发热都会对观测造成干扰,只能到空间上做,而空间观测对望远镜的设备要求很高。迄今为止,中红外的望远镜并不是很多,SPITZER望远镜是当时世界上探测精度最高的中红外望远镜。
  项目刚开始,每天都有电话会议,在试观测阶段,跟踪望远镜的一些状态、观测了一些数据。当时有一个活动星系核的统一模型,认为I型活动星系核应该有硅发射线,II型活动星系核应该有吸收线,但是观测上一直都找不到硅发射线。于是,不断有学者怀疑认为,也许活动星系核里面的尘埃颗粒比较大,无法发出硅发射线。怀疑最终指向统一模型的正确性。
  无心插柳柳成荫,有心栽花花不开。这时,研究生时所听的一次学术报告,提到了统一模型的这个难点,给了郝蕾灵感。经过仔细地探索,利用SPITZER望远镜,郝蕾终于找到了I型活动星系核中的硅发射线。这是首次在I型活动星系核中观测到尘埃在中红外波段的硅发射线,观测支持了活动星系核统一模型,对了解活动星系核的内部结构有着重要意义。这一发现被天文学教科书《Physics and Chemistry of the Interstellar Medium》引述,并引用一幅原图,在国际上产生了广泛的影响。
  有一种科研叫乐此不疲
  近年来,郝蕾的研究涉及星系形成演化相关的诸多领域。具体研究对象包括:活动星系核、星暴星系、矮星系以及高红移Lyman alpha发射线星系。她曾先后在斯隆数字巡天(SDSS),斯皮策(Spitzer)空间望远镜光谱仪以及HET暗能量实验(HETDEX)等国际合作观测项目中工作,对这些星系的多波段光谱特性及其大样本统计特性有深入系统的研究。在其中,她从SDSS建立了完备的AGN样本,不仅比以前的样本数目提高了一个数量级,而且得到的光度函数也比早期工作向低光度延伸了6个星等。由此推出AGN数密度是星系数密度的五分之一,而AGN靠黑洞吸积产生的光密度是星系所有光密度的0.6%的结果,被多篇天文综述详细介绍。
  虽然在国外取得不少科研成果,但“在国外找教职、写论文,对我的吸引力已经不是很大了,我还是想做一些项目上的事情”。从22岁留学海外,到2009年回国,郝蕾“总觉得自己有责任、有义务,为国家的天文事业做一些事情”。
  回国几年,郝蕾参与了多个项目。其中丽江2.4米望远镜上光谱仪终端的研究工作,取得了较好的科学研究成果。该终端是中国第一台积分视场光谱仪,具有大视场和和低表面亮度区域灵敏的显著特点。这一终端可用于研究星系的二维结构及由此反映的星系的形成和演化历史。2014年年底,30米望远镜编辑团成立,郝蕾作为中方科学家参与其中。郝蕾介绍说,30米口径望远镜是大型国际合作项目,造价高达14亿美元。预计到2022年,新镜将开始运作观测。30米望远镜由492块独立的六角形小镜片拼接而成。由于采用先进的自适应光学成像技术,它能克服大气层扰动造成的“星星眨眼”现象,获得超高清晰度影像。
  郝蕾的科研得到了学界的广泛承认,近年来她在国际核心杂志发表论文40余篇,其中第一作者论文已被引用400多次,获得中国科学院“百人计划”260万元、上海浦江人才计划20万元、两次中国国家自然科学基金会共150万元的项目资助。
  
  女科学家的艰辛
  
  今年是郝蕾通过中科院“引进国外杰出人才”计划归国的第五个年头。五年来,她兼顾科研和教学,奔波在家庭和事业之间。
  “大专女是小龙女,本科女生是赵敏,硕士女生是黄蓉,博士女生是李莫愁,博士后女生是灭绝师太。”从前,社会对女性充满了偏见。女性在家庭中的角色也让其自身遇到挑战,很多女科学家在科研高峰面前望洋兴叹。
  郝蕾从来不回避自己女性科学家的身份,她认为,有志于从事科研的女性,只要努力发挥自己的聪明才智,不放弃自己的理想,可以做到科研、家庭两不误。“只要是自己想做的,就一定要想办法做到。当你做到的时候,回头看这就是一种成长。”温婉的声音传递着她的坚韧和执着。
  郝蕾说:“在中国读天体物理的女硕士还是挺多的,但是越往上,比例就越小。”天体物理研究作为基础科学,并不一定能够立刻直接产生社会生产力,却是社会生产力的源泉,对整个社会的影响如同托起航船的大海,水涨船才高,才能创造更多的社会财富。
  “对女性来说,协调科研工作和家庭确实很难。其实这个是可以做到的,需要社会上更理解一些。我一直在找各种各样方法,能够帮助我同时兼顾家庭和科研。”
  郝蕾自己是这样做的,也将这样的理念运用到培养人才上。她认为,无论在科研上,还是对待自己的人生,都不能人云亦云,用“有用”或“无用”来衡量所做的事情,最后只会让自己泯然众人。她要求自己的学生多阅读,多听报告,多与同行交流,哪怕是与自己研究的领域并不直接相关。“现在所掌握的东西,哪天会用到,你自己也不知道。”科研没有尽头,郝蕾在自己钟情的天空,描绘着绚烂的色彩。
   
分享到:
杂志
本期封面

2024年3月

上一期 下一期