97久久精品人人做人人爽-97久久香蕉国产线看观看-996久久国产精品线观看-9999国产精品欧美久久久久久

趙剛（右三）和科研人員在討論中。科研團(tuán)隊(duì)供圖

作為我們的家園，銀河系是如何形成的？銀河系乃至宇宙中的各種元素又是如何起源并演化至今的？

帶著這些宏大的命題，近年來，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員趙剛帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)基于郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行攻關(guān)，在“銀河系早期形成與演化”方面取得原創(chuàng)性科學(xué)突破。

近期，該項(xiàng)目獲得2024年中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)基礎(chǔ)研究獎(jiǎng)。得知獲獎(jiǎng)的好消息，趙剛的第一反應(yīng)是“欣慰與自豪”。同時(shí)，他表示：“獲得這樣的榮譽(yù)意味著團(tuán)隊(duì)的科研工作達(dá)到了國(guó)內(nèi)頂尖水平，也意味著更大的責(zé)任。未來，我們會(huì)繼續(xù)深耕，為推動(dòng)我國(guó)天文事業(yè)發(fā)展作出更多貢獻(xiàn)。”

直面“我們從何而來”

“我們從何而來”，是人類反思自我的終極命題之一，從事天文學(xué)前沿研究的趙剛一直對(duì)此著迷。

為解開銀河系形成與演化之謎，趙剛緊緊抓住了恒星“化學(xué)豐度”這把鑰匙。化學(xué)豐度指恒星中含有某一種化學(xué)元素的相對(duì)比例，如同生物學(xué)上的“基因”，完整保留了恒星的“遺傳物質(zhì)”。利用望遠(yuǎn)鏡獲取的恒星豐度數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以反推恒星的前世今生。

一顆化學(xué)豐度極為特殊的恒星被LAMOST捕捉到并進(jìn)入了科研團(tuán)隊(duì)的視野。趙剛敏銳地意識(shí)到，這顆恒星很可能與他們尋求已久的第一代超大質(zhì)量恒星有關(guān)。回到理論模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，這顆恒星的化學(xué)豐度特征與260倍太陽(yáng)質(zhì)量的對(duì)不穩(wěn)定超新星的理論計(jì)算結(jié)果吻合。

2023年6月，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員邢千帆表示：“這一發(fā)現(xiàn)首次從觀測(cè)上證實(shí)第一代恒星的質(zhì)量可以達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百倍，同時(shí)首次證實(shí)了‘對(duì)不穩(wěn)定超新星’的存在。”

與此同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)利用具有特征性的化學(xué)元素作為“標(biāo)簽”，結(jié)合恒星軌道參數(shù)，追蹤銀河系的“外來人員”。這項(xiàng)研究在軌道空間和化學(xué)空間都發(fā)現(xiàn)了銀河系吸積并合矮星系的觀測(cè)證據(jù)。

“這表明，銀河系的形成并非孤立過程，而是通過多次吸積和并合其他星系完成的。”趙剛說。相關(guān)研究成果在《中國(guó)科學(xué)》《自然-天文學(xué)》等期刊上發(fā)表。

圍繞鋰元素的起源，科研團(tuán)隊(duì)聚焦一種“富鋰恒星”，其鋰元素含量超過恒星演化理論值的上千倍。研究發(fā)現(xiàn)，富鋰恒星主要是經(jīng)歷過“氦閃”的紅團(tuán)簇星，“氦閃”則很可能是鋰元素形成的一種普適機(jī)制。

相關(guān)研究成果2021年10月在《自然-天文學(xué)》上發(fā)表。該論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員閆宏亮介紹，這一結(jié)論改寫了鋰元素形成與演化理論，為理解銀河系中鋰元素的起源提供了新視角。

回顧研究歷程，趙剛表示，科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)理論模型與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果之間存在矛盾，這種矛盾不僅挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的理論體系，也讓大家意識(shí)到需要重新審視和修正理論模型。“這些挑戰(zhàn)雖然艱巨，但正是科研的魅力所在。”他表示，“每一次克服困難，都讓我們更加接近宇宙的真相，也讓我們更加熱愛這個(gè)充滿未知的領(lǐng)域。”

未來，隨著大型巡天項(xiàng)目的推進(jìn)，科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃整合多源數(shù)據(jù)，開發(fā)更高效的數(shù)據(jù)挖掘算法，揭示銀河系的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)和化學(xué)演化。

LAMOST帶來機(jī)遇

在趙剛看來，這些研究成果的取得，離不開近年來天文觀測(cè)技術(shù)取得的巨大進(jìn)步。例如，LAMOST提供的海量觀測(cè)數(shù)據(jù)為研究銀河系的早期形成提供了前所未有的機(jī)遇，讓他看到了突破傳統(tǒng)認(rèn)知的可能。

一臺(tái)大型天文設(shè)備不應(yīng)被簡(jiǎn)單理解為獲得數(shù)據(jù)的工具。設(shè)計(jì)、觀測(cè)運(yùn)行、產(chǎn)出數(shù)據(jù)，再到使用它研究科學(xué)問題、培養(yǎng)一批優(yōu)秀人才，LAMOST為中國(guó)科學(xué)家勇攀科學(xué)高峰奠定了組織基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代，LAMOST正式立項(xiàng)。在建設(shè)期間，閆宏亮和許多學(xué)者一樣，已經(jīng)在準(zhǔn)備使用它的數(shù)據(jù)開展科學(xué)研究。他跟隨LAMOST一路走來，沉浸式地體會(huì)到一種以大數(shù)據(jù)為牽引的科研成果產(chǎn)出的范式應(yīng)運(yùn)而生。

“有了一批隊(duì)伍，又進(jìn)一步形成了‘你追我趕’的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，使得我國(guó)在恒星物理和銀河系形成與演化方面的研究水平迅速提高，走向國(guó)際前列。”閆宏亮對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示。

如今，對(duì)于如何開展有組織的基礎(chǔ)研究，科研團(tuán)隊(duì)有著深刻體會(huì)。他們認(rèn)為，科學(xué)問題首先應(yīng)當(dāng)是宏大的命題。“銀河系的形成與演化是現(xiàn)代天體物理中最復(fù)雜、最具挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題之一，涉及恒星、黑洞、星系、暗物質(zhì)等多個(gè)領(lǐng)域的交叉研究。”趙剛強(qiáng)調(diào)。

同時(shí)，大團(tuán)隊(duì)的分工合作至關(guān)重要。邢千帆表示：“分工合作是這個(gè)‘生態(tài)系統(tǒng)’高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)1+1＞2的效果。”數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果分析以及論文撰寫……在重大科研成果產(chǎn)出的鏈條上，每一環(huán)節(jié)都有高水平的專業(yè)人才把關(guān)。

此外，長(zhǎng)周期的支持對(duì)大命題和大團(tuán)隊(duì)的工作至關(guān)重要。

熬最深的夜，研究最酷的科學(xué)問題

從事天文學(xué)研究，好奇心必不可少。

閆宏亮參與LAMOST項(xiàng)目不久后，在網(wǎng)絡(luò)上下載了一張望遠(yuǎn)鏡拍攝的“銀河系”照片，還把它當(dāng)成電腦桌面。一段時(shí)間后，他才發(fā)現(xiàn)，這是銀河系近鄰星系M31的照片。和“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”的道理一樣，不飛出銀河系，身處銀河系的人們是無法看到銀河系全貌的。

發(fā)現(xiàn)真相后，閆宏亮的好奇心被點(diǎn)燃。“銀河系全貌到底是什么樣？”他回憶道，“從那時(shí)起，搞清楚銀河系的形態(tài)、演化，變得格外有吸引力。”

真實(shí)的天文觀測(cè)并沒有那么好玩，瑣碎的工作是常態(tài)。邢千帆曾用位于美國(guó)夏威夷的一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡開展觀測(cè)，它的周圍一片荒涼。更難忍受的是，那里海拔4000多米，即使屋內(nèi)已經(jīng)用制氧機(jī)補(bǔ)氧，很多時(shí)候還是需要硬扛著高原反應(yīng)帶來的頭暈繼續(xù)工作。

他的工作是從LAMOST的海量數(shù)據(jù)中篩選出“有意思”的天體進(jìn)行精測(cè)。一個(gè)個(gè)深夜里，邢千帆守在兩臺(tái)電腦顯示屏前，其中一個(gè)顯示屏上顯示一個(gè)光球，那是來自宇宙深處一顆恒星的影像；另一個(gè)顯示屏上顯示密集的光譜譜線，每一條譜線代表一種獨(dú)特元素。

閆宏亮則常用位于河北興隆的LAMOST開展觀測(cè)。基本工作任務(wù)包括兩項(xiàng)，一是監(jiān)測(cè)電腦顯示屏上的光譜，判斷望遠(yuǎn)鏡的曝光是否充分，這決定了數(shù)據(jù)的質(zhì)量；二是緊盯天氣變化，避免突然下雨影響光學(xué)鏡片的安全和性能。

雖然難以遇到靈光一現(xiàn)的時(shí)刻和令人驚喜的意外發(fā)現(xiàn)，但他們?nèi)园局钌畹囊梗芯恐羁岬目茖W(xué)問題。

趙剛表示：“對(duì)宇宙的好奇心是推動(dòng)天文學(xué)家前行的最強(qiáng)大動(dòng)力。無論是對(duì)遙遠(yuǎn)星系的起源、黑洞的奧秘，還是對(duì)地球在宇宙中的位置，都應(yīng)始終保持一顆探索的心。”

（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2025-04-09?第1版?要聞）