◎实习记者杜鹏
中科大国家天文台研究员、500米口径球面射电望远镜(FAST)首席科学家李迪及其团队成员办公室集中在五楼中国科学技术大学国家天文台办公楼。 一幅“千里江山”图。
这是李迪根据东汉著名文学家王希孟的名画《千里江山图》,结合FAST的相关成果,请人速写的一幅画。 画中的湖泊代表脉冲,波峰则用真实的数据曲线描绘,分别代表了不同时刻快速手榴弹电风暴脉冲爆发的次数和能量。 被誉为“中国天眼”的FAST位于画面左下方,静静观察着一切。 此图为李迪团队使用FAST在快速手榴弹电风暴领域取得的丰硕成果。
不久前,李迪团队加入的国际科研团队通过多年探测和智能估算,明确了李迪团队发现的全球首个持续活跃重复快速手榴弹电风暴磁场反转现象。 相关成果发表在去年5月的《科学》杂志上。
5月30日,李迪荣获第三届省创新奖。
揭开快速手榴弹电风暴的面纱
说到李迪的团队,绕不开的就是对快速手雷电风暴的一系列突破性研究。 在前不久公布的2022年中国科学十大进展中,“FAST精细刻画主动重复快榴弹电风暴”位列其中,李迪团队是这项研究的重要贡献者。
快手雷电暴是射电波段的一种极其强大的电磁波爆发,属于宇宙中的极度爆燃。 “快速手榴弹电风暴在几微秒内释放的能量相当于太阳在几天甚至一年内释放的能量。研究这些极端爆燃的形成机制可能会对化学和天文学产生革命性的影响。 “ 李迪说道。
人眨眼的时间约为300微秒,而快速手榴弹电风暴的持续时间只有几微秒,这也注定了极难“捕捉”。
FAST的出现也逐渐揭开了快速手榴弹电风暴的神秘面纱。 FAST 是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜。 当它睁开眼睛时,数亿光年外的宇宙尽收眼底。
时间回到2019年5月,当时李迪团队成员、国家天文台博士生牛辰辉在处理FAST观测数据时,发现了一组独特的数据。
“当时我非常激动,我们很快排除了是脉冲星和射电干扰,确定脉冲来自新的快榴弹电风暴。” 牛辰辉回忆道。 按照国际惯例,快速手榴弹电风暴以探测日期命名为FRB。
在后续观察中,研究人员发现,快手雷电风暴并不像其他快手雷电风暴那样,闪过一次就“见头见尾”,而是持续活跃,时刻闪耀。 为了确定它的“故乡”,研究人员邀请了一个多国望远镜团队一起进行观测。
“在综合分析观测数据后,我们确定,快榴弹电风暴的‘家’是距我们30亿光年的贫金属矮星。” 牛辰辉介绍道。
在确认了主星信息后,研究人员进一步发现,FRB从未停止过爆发,这也使其成为世界上发现的第一个持续活跃的重复性快速手榴弹电风暴,引起了天文界的广泛关注。 也正是这一发现天文学与天体物理学杂志徐思遥,拉开了李迪团队研究重复性快速手榴弹电风暴的序幕。
2022年6月天文学与天体物理学杂志徐思遥,全球首个连续活动重复快速手榴弹电风暴的研究成果即将发表。 当年12月,李迪团队再次发表了快榴弹电风暴的重要研究成果。 研究人员通过FAST进行深入观测,成功捕捉到两例快手雷电暴的极度活跃期,发现少量反复爆发的快手雷电暴具有圆偏振光辐射特征,圆偏振光度可达64%。 再次加深了人类对快榴弹电风暴辐射机理的认识。
又时隔半年,去年5月,同为李迪团队的之江实验室研究专家冯毅作为论文的共同第一作者,首次澄清了极端逆转的存在。快榴弹电风暴周围的磁场,这使得快榴弹电风暴的起源研究又向前迈进了重要一步。 本次研究的对象是李迪团队的“老同学”——3年前发现的世界上第一个连续活跃的重复快速手榴弹电风暴FRB。
寻找宇宙微弱的回声
不仅针对近几年越来越火爆的快榴弹电风暴领域,FAST还有一项越来越基础的天文研究任务——中性氢巡天。 狄力的团队在这一领域也取得了突破。
中性氢研究是天文学领域的前沿课题。 它还可以帮助天文学家分析恒星产生、星系结构、气体动力学以及活动恒星核的吸积和反馈等天体化学问题。 对于探索恒星和宇宙的演化具有重要意义。 . 目前该领域的一个重要研究方向是借助塞曼效应的基本原理,借助原子甲烷谱线探测星际磁场。
早在2003年,李迪和他的导师就利用日本阿雷西博望远镜首次提出了利用甲烷窄线自吸收(HINSA)检测塞曼效应。 从2003年到现在,这两六年里,李迪等人试图借助阿雷西博望远镜、格林班克望远镜和日本等地的小型望远镜探测HINSA的塞曼效应,但是都以失败告终。
直到2021年,得益于FAST无与伦比的灵敏度和光路的纯度,李迪团队首次成功检测到HINSA的塞曼效应。
“我们在双鱼座附近的分子云中探测到大约4微高斯的星际磁场,相当于月球磁场的十万分之一。” 李迪解释说,这么弱的磁场无法抵抗云层、分子和尘埃。 向内坍缩,分子云将很快经历引力坍缩,产生下一代太阳。 这为解决恒星产生三大经典问题之一——磁通量问题奠定了基础。 相关成果将于2022年1月登上《自然》杂志封面。
为了纪念这一突破,李迪还请人画了一幅画,是临摹北宋著名文学家顾恺之的《洛神赋图》。 磁场的涟漪如湖水般回荡,分子云映衬着,酝酿着新星的诞生。 李迪认为“宇宙剧烈变化,终会形成微弱的回声”。
在“无用”上工作
每当被问到研究距人类数亿光年的宇宙有什么用时,李迪总是笑着回答:“现在看可能没什么用,但这是为未来研究的。” “是人类探索未知的本能。有很多东西人类现在没有去探索,未来可能会面临难以想象的生存危机。”
天文学作为一门古老而现代的学科,是许多科学研究的基础。 李迪觉得,基础研究更多是出于个人兴趣和全人类的好奇心,不一定是为了“有用”。 这也是李迪团队前行的重要动力。
新生入学后,李迪会把手头所有的科研项目都列出来,让中学生选择自己感兴趣的方向。他对中学生一般只有一个要求,那就是不要第一个参与。项目直接进入最终毕业论文。
“我希望他们多和他们接触,多探索,找出他们真正感兴趣的东西,然后再决定深入研究哪个领域,而不是一路走到最后。” 李迪解释道。
回忆起自己的求学经历,李迪觉得这些领导风格其实源自于自己的恩师。
“我的导师对我的启发很大,他是一个很放松的人,他几乎不限制我,让我自己去探索。所以我不喜欢给团队定太多规矩,他们自己做选择,我会给予我所能支持的。” 李迪说道。
于是,如李迪所愿,队中各路人才“百花齐放”。 有30出头、同时担任之江实验室估算与天文项目负责人的冯毅,还有因“他的”而走红网络的李迪原博士生刘博阳。为中国空间站拍摄的照片”。
不仅仅是兴趣和好奇,李迪也很看重交流的价值。 为了调动团队沟通的积极性,李迪经常在周日邀请团队成员到奶茶店“集思广益”,每次都选择不同的、有自己特色的店面。 团队成员在“探店”过程中互相交流心得,擦出更多火花。 气氛倒是轻松,但管理却不松。 从科研奖金的分配到办公笔记本的选用,都有量化的规定。
“除了科研以外的事情,无论大小,都是按规定办的,我们一起遵守。” 李迪说道。
现在,这支充满激情、朝气蓬勃的团队正着眼于更深层次的宇宙,努力为人类带来更多的惊喜。
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