解鎖「四體」的青年天文學家

37歲的青年研究員呂行展示他網購的3D打印星繫手辦。他從物理學轉專業到天文學，被一本天文科普書「帶入坑」。實習生 俞佳一/攝

何奕辰 中青報·中青網記者 王燁捷 影片 實習生 俞佳一

「We are star dust.（我們都是星塵）。」這句話是天文學專業學生的「必修語句」，也是很多年青人選擇天文學的最終目標——回答「我從哪裡來」這一人類終極命題。

恒星尤其是大質量恒星如何形成，是國際天文學研究領域的前沿話題。如果能把恒星的起源說清楚，再找到類似太陽這種可能為人類創造較好生存環境的恒星，那麼科幻片里的「太空移民」將不再是夢想。

中青報·中青網記者日前找到了一群專門研究恒星形成的青年天文學家，他們走在恒星形成研究領域的最前沿。2019年至今，由中國科學院上海天文台（以下簡稱「上海天文台」）天體物理研究室研究員劉鐵領銜的這個不到20人的青年團隊，已經在國際天文學期刊發表150多篇論文。最近，他們的研究又取得了重大突破。

他們發現了一個正在形成中的「四體」恒星系統——比「三體」還多一顆恒星，未來，這4顆目前看來還是「恒星寶寶」的恒星，或將形成一個較好的恒星系統。

    不止「三體」

「恒星的塵埃塑造了我們，更塑造了我們周圍的物質世界，研究恒星形成，某種程度上就是要回答‘我是誰、我從哪裡來、要到哪裡去’這3個問題。」上海天文台博士後顧琦烙是劉鐵團隊的成員之一，他們研究的重點是「恒星如何形成」。

電視劇《三體》里出現的三日淩空「名場面」，就是這些天文學家關注的問題。近期，團隊首次探測到了一個由4顆正在形成的恒星組成的四星系統，該系統將來可能會演化成「四體」恒星系統。

劉鐵團隊還運用位於智利阿科拉塔馬沙漠的ALMA望遠鏡，對獵戶座普朗克銀河冷團塊進行了觀測和調查。他們在全球範圍內第一次發現了「星前雲核」形成之前的「恒星胚胎」，也就是孕育中的「恒星寶寶」。

這項研究還揭示了「恒星胚胎」的分裂現象，為研究恒星早期演化及雙星和多星系統形成的理論提供了重要證據，對相關領域的發展具有里程碑意義。

顧琦烙說，觀察星星就跟買彩票一樣，靠夜以繼日的積累，也要看運氣。比如，使用望遠鏡需要先提交一份觀測申請，對方會評估這項觀測有多大價值，還有觀測需求和這台望遠鏡的適配程度，然後給這份申請打分。

「只有得到的分數高，才能優先得到觀測時間。但你好不容易申請到的觀測點，可能剛好天氣不好，你什麼也看不到。」顧琦烙說。

上海天文台博士後張遂楠說，學天文的人脾氣都很好，面對經常出現的「什麼也看不到」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，有什麼好糾結的？看不到就繼續申請、繼續看」。

張遂楠說，大家都是天生的「誌同道合者」。每天最幸福的時光，就是和團隊的老師、同學一起吃午飯，「大家圍坐一圈，就很開心。吃完飯到對面光啟公園散步」。

37歲的上海天文台天體物理研究室研究員呂行，是銀河系中心「恒星寶寶」的發現人之一。他介紹，上海天文台給科學家們提供了較好的工作環境，「背靠大樹，讓我們能把精力放在研究上，工作踏實」。

    不「社恐」的天文學家

上海天文台成立於1962年，包括徐家彙總部和佘山科技園區天馬望遠鏡觀測站兩個部分，後者是一個擁有排名世界前四、亞洲第一的65米口徑、全方位、可轉動的大型射電望遠鏡系統。

劉鐵2019年9月回國，加入上海天文台。5年來，他的團隊迅速成長，加入的人越來越多，38歲的他，目前是整個團隊里「最老」的天文學家。

夜觀星象、與星辰為伴……這或許是大多數人對天文學家的第一印象。但實際上，他們大多數時候，都要坐在電腦前盯著屏幕，敲代碼、分析數據、畫圖。

你或許以為他們都是「社恐」，只會和星星打交道。實際上，他們一旦聊起感興趣的話題，就會馬上打開話匣子，網絡熱詞頻出；他們會用各種各樣的潮玩手辦「裝扮」自己的工位；閑暇之餘他們還會相約去徒步、唱歌、玩桌遊，「萌」態可掬。

「天文學是個典型的交叉學科。」劉鐵說，天文人除了要有數學、物理、化學、生物等學科的基礎知識外，還要有計算機、機械工程等基礎知識，甚至還要懂一些人文社科。他的團隊每年會招收5-6名學生，生源除了來自各大院校的天文學專業外，還有來自法學和經濟學專業的學生。

劉鐵說，天文人都是很浪漫的。早年，沒有遠程控制技術時，他們要翻山越嶺，去各種各樣艱苦的地方「安營紮寨」，經常熬夜蹲守最佳的觀測時機。

「這是一件特別浪漫的事，你不覺得嗎？」劉鐵說，天文人本質上充滿好奇心、浪漫，他們都愛看星星，都愛探索宇宙的奧秘。為了看一顆星，他們可以去荒山、荒漠，也願意去宇宙中。

得益於觀測設備的發展，天文學家們現在不用翻山越嶺看星星了，他們可以為望遠鏡製訂一個運行腳本，告訴它什麼時間、方位，用什麼樣的參數觀測多長時間，再根據望遠鏡自動收集的信號來做分析。

甚至，天文人現在不是「看星星」，而是依靠望遠鏡捕捉天體發出的射電波來「聽星星」。隨後，他們又要變成「畫家」，給一張原本沒有任何色彩的天圖上色。「人眼是看不到光學波段以外的色彩的，所以我們會根據信號的強弱，給這些圖片塗上不同的顏色。這些顏色本身沒有意義，但它代表的結構是有物理意義的。」劉鐵指著牆上的一幅星系圖說。

    讓更多人「愛上天文」

採訪中，中青報·中青網記者注意到，上海天文台的青年天文學家們還在做很多「分外之事」。除了研究恒星形成、觀測宇宙，他們還做天文科普，推動我國亞毫米波段望遠鏡的自主建設。而這些並不算是他們的本職工作。

劉鐵團隊和上海市部分學校與社區達成合作，通過開展科普講座，製作全年齡段科普慕課等方式，向公眾普及天文知識。「我們不能僅著眼於個人價值的實現，更需承載社會價值與責任，積極把各項發現推廣傳播開來，讓更多青少年、普通公眾瞭解天文學。」呂行說。

「現在是青年天文學人的黃金髮展期，越來越多院校開設了天文學專業，國家也在大力佈局建設高水平望遠鏡，這都需要更多年青人加入進來。」劉鐵說，想辦法讓更多人「愛上天文」或許比發一兩篇論文更加重要。

在與國際頂尖團隊賽跑的過程中，劉鐵團隊也遇到過硬件難題。他和團隊成員目前正積極參與推進我國亞毫米波段望遠鏡的自主建設項目。「在未來10年乃至我退休之前，這都將是我持續推動的重要工作，也是我們的使命所在。」劉鐵說。

呂行的研究方向是銀河系中心極端環境下的恒星形成過程。他介紹，這個方向是近10年才慢慢熱起來的，「正是得益於一批高水平觀測設備的建成，我們才能看到原來看不到的地方」。也正因為如此，我國天文行業的發展，特別依賴於更加高級的觀測設備。

劉鐵團隊目前正在開展寬頻譜線觀測研究，也離不開對望遠鏡的調整優化。此前，國內寬頻譜線搜尋工作近乎空白，主要原因就是國內望遠鏡性能不足，即便亞洲最大口徑65米的上海天文台天馬望遠鏡，起初也未達標。此後，劉鐵團隊與天馬望遠鏡工程師通力合作，才使得天馬望遠鏡可用於深度譜線搜尋。

這隻是劉鐵團隊研究過程中理論與技術雙向互動的一個縮影。「我們的課題屬於‘系統化工程’，我們科學目標的實現，要有賴於望遠鏡技術的升級。」他說。

責任編輯：原春琳,邱晨輝,梁國勝