每当被问起研究距离人类亿万光年的宇宙有什么用时,中科院国家天文台研究员、500米口径球面射电望远镜(FAST)首席科学家李菂总是笑一笑回答:“现在看可能确实没什么用,但这是为未来而做的研究。探索未知,这是人类的本能。很多东西人类现在不探索,可能就会在未来面对无法想象的生存危机。”不久前,国际科研团队通过长期监测和智能计算,揭示了由李菂团队发现的世界首例持续活跃重复快速射电暴的磁场反转。相关成果于今年5月发表在《科学》杂志。5月30日,李菂被授予第三届全国创新争先奖。
提到李菂团队,绕不开快速射电暴等一系列突破性研究。不久前公布的2022年度中国科学十大进展中,“FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”位列其中,李菂团队正是该研究的重要贡献者。
快速射电暴是一种能量极强、位于射电波段的电磁波爆发,属于宇宙中的极端爆炸。“快速射电暴在几毫秒时间里释放的能量相当于太阳几天甚至一年内释放的能量。研究这种极端爆炸的产生机制可能对物理学和天文学产生革命性的影响。”李菂说。FAST的出现,让快速射电暴的神秘面纱被一点点揭开,当它睁开双眼,亿万光年外的宇宙空间尽收眼底。
2019年5月,李菂团队成员、在国家天文台读博的牛晨辉发现了一组与众不同的数据。“综合分析后,我们确定该快速射电暴的‘家’在一个距离我们30亿光年的贫金属矮星系。”这次发现,拉开了李菂团队围绕重复快速射电暴开展研究的序幕。
与此同时,李菂团队同样在中性氢巡天领域取得突破性成果。中性氢研究是天文领域的前沿课题,能够帮助天文学家解析恒星形成、星系结构、气体动力学和活动星系核的吸积与反馈等天体物理问题,对探究星系和宇宙的演化具有重要意义。2021年,得益于FAST无与伦比的灵敏度和光路的纯净度,李菂团队在邻近金牛座的分子云中,测量到约4微高斯的星际磁场,它相当于地球磁场的十万分之一。这样微弱的磁场抵抗不了云、分子、尘埃的向内塌缩,分子云很快就会进行重力塌缩,进而形成下一代太阳。这就为解决恒星形成的三大经典问题之一——磁通量问题奠定了基础。相关成果于2022年1月在《自然》杂志以封面形式发表。
为了纪念这次突破,李菂请人绘制了一幅画,仿照的是东晋著名画家顾恺之的《洛神赋图》。磁场波纹荡漾、宛如河流,分子云点缀在其中,酝酿着新星的诞生。李菂相信“宇宙中的剧烈变化,最终都会产生微弱的回响”。
天文学作为既古老又现代的学科,是开展众多科学研究的基础。李菂认为,基础研究更多是靠个人兴趣和全人类的好奇心驱动,并非一定是为了“有用”,这也是推动李菂团队不断向前的重要驱动力。团队中各类人才“百花齐放”,既有30岁出头便担任之江实验室计算天文方向项目负责人的冯毅,也有李菂曾经的博士生、因给中国空间站拍“写真”而走红网络的科普大V刘博洋。如今,这个充满激情与活力的团队正将目光投向宇宙更深处,努力为人类带来更多惊喜。
(《科技日报》6.12 都芃)