图1：年轻的徐夏生。 资料来源：AIP Emil io Segrè，今日
指导：
今年4月去世的中国天体物理学家徐霞生出生于云南昆明，在美国长大和工作，专门从事恒星形成研究。 他不仅拥有许多开创性的学术成就，还热衷于编写天文学教材，引导一批年轻人进入这一领域。 徐霞生晚年关注全球气候危机，转向新能源技术研究。
斯里坎已经去世，但他留下的科学遗产将由全人类分享。
林超、毛树德、郑晓晨｜作家
2023年4月22日，著名华裔天体物理学家夏三树（1943-2023）在美国加利福尼亚州的家中，在亲人和故友的陪伴下突然去世，享年79岁。
这位在星系结构和恒星形成领域取得许多开创性成果的杰出科学家已经去世，但贡献了极其丰富的科学遗产，包括许多原创和富有洞察力的科学工作。 他写的两本天文书籍甚至成为示范教材，带领一批批年轻人走上了仰望星空的道路。 徐霞生晚年致力于新能源技术的研究，以应对全球气候危机。 对于一个毕生致力于天体物理学的科学家来说，无异于开辟了人生的第二个战场。 2009年，因其在理论天体物理方面的杰出贡献，荣获素有“东方诺贝尔奖”之称的邵逸夫天文学奖。 同年，太平洋天文学会授予他天文学领域最重要的荣誉之一——沃尔夫·布鲁斯金奖，以表彰他一生的成就。
1943年，徐霞生出生于中国南方名城昆明。 恰逢二战，火药遍地天文学和天体物理学一样吗，许多大学撤离到昆明，以避免战火蔓延。 当时，西南联大成为许多知识分子的天堂，其中包括许先生的父亲、著名数学家、工程师许先生。许先生六岁时，父亲在西南联大找到了一份教职。美国印第安纳州西拉斐特普渡大学数学系，全家得以移民美国。 从此，许夏生在美国中西部度过了童年。
徐霞生很早就对数学和物理表现出了浓厚的兴趣。 由于成绩优异，他破格考入马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院，并成为该校物理专业历史上最年轻的（之一）本科生。 。 在麻省理工学院学习期间，他结识了自己的启蒙导师林家乔先生，并开始研究盘状星系的动力学。
图 2：螺旋星系 M51 及其伴星系。 徐霞生和林家桥共同提出了旋臂结构的密度波理论。 资料来源：美国宇航局
1963年，徐霞声从麻省理工学院毕业，前往剑桥的哈佛大学攻读天文学博士学位。 与林家桥的合作仍在继续。 两人基于波动力学，共同建立了系统的密度波假说，将盘状星系中的旋臂结构解释为螺旋波现象，这可以归因于物质（恒星和气体）在低引力势下旋转。 手臂区域的流入和流出（图2）。 尽管波型如何放大到星系尺度的旋臂结构仍然是一个有争议的话题，但密度波理论至少可以基于第一性原理合理地解释盘状星系的螺旋特征。 不仅如此，许多天体，包括银盘、双星、年轻恒星周围的原行星盘，甚至土星环，它们的引力稳定性和结构问题都可以与密度波理论联系起来。
徐霞生的大部分工作侧重于基础理论研究。 尽管密度波理论使他声名鹊起，但恒星形成才是他的重点。 在他看来，恒星不仅是粒子，也是光点。 正是那些在光学和紫外波长下发出明亮光芒的大质量 OB 型恒星，照亮了盘状星系的旋臂（图 2）。
1968年，博士许霞生研究生毕业后，来到纽约石溪大学，开始带领团队研究密度波引起的冲击波如何将弥漫的恒星介质压缩成更致密的巨型分子云。 这个过程往往与恒星的形成密切相关。 在此期间，徐霞声还与荷兰格罗宁根大学的射电天文学家合作，为密度波理论寻求进一步的观测证据。
1973年，徐霞声加入加州大学伯克利分校。 此后，他开始关注单星的形成，这也是他最负盛名的研究领域之一。 当时，科学界对于恒星形成已达成基本共识，肯定稠密的星际气体分子云是恒星诞生的摇篮，分子云的冷却和自引力塌缩构成了恒星形成的基本图景。 然而，这个模型是理想化的，但其形成的细节仍然知之甚少，特别是当天文学家开始使用高精度、大口径地基望远镜，结合哈勃等太空望远镜，特别是空间红外探测器，来绕地球大气层直接观测恒星形成区时发现，恒星诞生的环境其实相当复杂，不仅有湍流的气体、无序的磁场，还有强烈的喷流。
为了弥合理论与观测之间的差距，填补恒星形成细节的空白，徐霞生和他的合作者在引力塌缩过程中不得不面对一系列障碍，例如角动量和临界磁场等关键问题。
图3：恒星形成过程示意图。 资料来源：梅雷尔·范特霍夫
考虑到年轻的恒星盘在宇宙中随处可见，徐霞生提出了一个通用的理论框架，即标准的“四相”图模型（图3）：
首先，在重力、磁场和湍流的共同作用下，弥漫的星际介质中的一些分子云区域形成致密的团块；
随后，致密的分子云团在自重力作用下塌陷，气体迅速旋转下落，涡旋成盘状，质量聚集在中心区域，形成原恒星； 原恒星周围的强磁场环境会进一步扰动周围的气体，并将部分气体喷出，形成可观测到的喷流现象；
最后，通过动量传递，阻止进一步的气体补充天文学和天体物理学一样吗，新的恒星诞生，而它们周围的残余气体将成为孕育行星的原行星盘。
这张图现在是恒星形成的标准模型。 该模型不仅理论与观察紧密结合，而且在后续中获得了大量独立的观察证据。 例如，在原始陨石中发现的放射性遗迹很可能是新生太阳耀斑时期的产物。 随着现有空间探测能力的巨大提升，尤其是韦伯太空望远镜的加持，未来我们有望进一步验证和完善整个恒星形成模型（图4）。
图 4：NGC 346 是附近星系中最活跃的恒星形成区域之一，韦伯望远镜的最新观测将为早期恒星形成提供新的视角。 图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI、A. Pagan (STScI)
尽管一些理论假设仍存在争议，但徐霞生的科学成就是毋庸置疑的。 在研究中，他总是见解独到，思维活跃，果断引入基本概念，探索观察背后可能的真相。 同时，他也是一位多产、高素质的作家。 除了众多被高引用的论文外，他于1982年撰写的《物理宇宙》（The ）堪称天文学的入门教科书，两卷本的《天体物理学》（The of ）（The of ，1991-1992）更成为天文学的入门教科书。最受欢迎的天文学专业。 本科生和研究生必读。
1994年至1996年，许霞生担任美国天文学会主席。 在东亚天文学蓬勃发展之际，他积极推动两地的合作与交流。 在他的努力下，他领导在台北成立了隶属于“中央研究院”的天文与天体物理研究所。 2002年，徐霞升追随父亲的脚步，被选为新竹国立清华大学校长，其父亲徐贤秀先生曾于1970年至1975年担任该校校长。
2006年，六十多岁的徐霞生选择回到加州大学圣地亚哥分校，并于2009年成为该校名誉教授。在人生的最后十年里，在仰视星空数十年，他开始关注脚下的地球，关注气候危机，研究如何利用熔盐反应堆从核废料中提取能源，将废生化物质转化为可隔离的惰性产物，研究关于如何从大气中去除碳。 即使在生命的最后阶段，他仍然坚持写一本名为《科学的故事》（The Story of）的教科书，计划供本科生使用，讲述科学如何支持人类进步以及人类如何应对气候变化。 得到教训。 可惜这本书还没有出版，许夏生就已经西行了。
纪念不能忘记的林超
与徐弟兄的初次相识可以追溯到20世纪70年代，在英国剑桥大学的一次学术会议上。 那时我还在学习阶段，徐兄的密度波理论已经小有名气了。 可能是因为年龄相仿，兴趣相近，也可能是因为他小时候来美国的船的关系，以及他和我小时候就扎根于我父母的关系。宝贝，我在太平洋路过。 他就像一位热心的兄弟，在我还是学生的时候就鼓励我，鼓励我在创业的道路上要有独立思考的能力、大胆创新的勇气、尊重客观现象的态度、敢于挑战一切权威的勇气。科学研究。 我们相识半个世纪，既是无话不谈的挚友，又是在天文研究上并肩前进的战友。 在频繁的学术讨论中，有完美的配合，也有激烈的争论，时而互相启发，时而互相纠正，在探索中携手并进。
二十年前，他积极推荐和说服我参与筹建北京大学卡维理天文与天体物理研究所，旨在为迅速崛起的中国天文学搭建一个国际学术交流平台，并在国际上进行推广。国际最高水平。 对于中国基础科学研究的发展，他本人也是一位尽心尽力的顾问委员会成员。 然而，搭建桥梁毕竟不是一日之功。 文化隔阂和复杂的人事事务在这里很难一一描述。 当我犹豫的时候，他曾经模仿三国诸葛，给了我三套。 时刻让我度过艰难时期。 后来研究所成功启动，如今已成为培养具有国际视野的天文人才的重要平台，而他这个拾柴人，为在天文领域保留那些代表着天文学未来希望的火花做出了很大的贡献。中国。 时光流逝，很多年过去了，当我打开药盒时，发现所谓的三个药盒都是空的，然后恍然大悟：人生没有什么好招数，这只是他给我的一颗定心丸！
毛树德
和很多天文学家一样，第一本带领我踏入天体物理学之门的书就是徐老师写的厚厚的《物理宇宙》。 许多年后，我有幸在清华大学高等研究院见到了徐先生。 当时，徐先生的导师和合作者林家桥先生刚刚从麻省理工学院退休，回到清华大学建立周培源数学中心。 谈起这段关系，徐先生表示很高兴能成为我的天文向导。
虽然交集不多，但在我心里，徐先生无论东方还是西方，都算得上是一位真正儒雅的学者。 无论是在西方学术界还是跨文化交流中，他都游刃有余。 同时，他继承了中华文化中的“忠孝”基因，对父母、老师都很尊敬。 这或许是徐先生选择追随父亲的脚步担任新竹清华大学校长的原因之一。 徐先生在担任新竹清华大学校长期间，多次拜访（北京）清华大学、北京大学、南京大学、国家天文台等兄弟单位，大力支持中国天文学的国际化发展。 清华大学惊悉徐先生去世的消息后，立即向徐先生亲属发来唁电：“先生严谨、求实、宽厚的师门之道，将永远造福学林，群星闪耀。” ”。
徐先生一生从学者到校长，从天体物理学到核物理、新能源，从伯克利分校（UC）到圣地亚哥分校（UC San Diego），行事雷厉风行，总是在有限的范围内尝试新的可能性。生活。 今天，徐先生作为我们这一代人的典范，将永垂不朽。 祝徐霞生先生风采长存，一路走好！
关于作者：
林超，加州大学圣克鲁斯分校天体物理学教授； 清华大学高等研究院特聘客座教授。
毛树德，清华大学天文系教授、系主任。
郑晓晨，北京天文馆副研究员。
英文原文：
618, 237 (2023)，doi：