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华裔天文学家团队发现离人类最近的超级地球
www.bcbay.com | 2018-09-23 15:56:29  侨报 | 0条评论 | 查看/发表评论

  《星际迷航》(Star Trek)科幻系列剧中,宇宙和星际联邦中最重要的智慧种族之一瓦肯人的母星瓦肯星(Vulcan Planet)位于娜瓦萨(Nevasa)恒星系主恒星娜瓦萨周围的一颗行星上,围绕恒星HD26965 (也称作波江座40A)运行,距离地球大约为16.5光年。

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  葛健(右三)与部分天文台工程技术人员。背景为DEFT望远镜。图片来源:葛健提供

  在剧本创作人罗登贝瑞(Gene Roddenberry)天马行空的想象中,这个星球大气较稀薄,星球的居民因为外面太热而住进山洞里 。。。1960年代起,这个人类几代人探索全然未知的新世界,寻找新生命和新文明的科幻梦想,而今似乎成为现实。

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  超级地球的艺术想象图(由画家 Don Davis 创作)。图片来源:葛健提供

  幻想中的瓦肯星确实存在

  2018年7月,英国《皇家天文月刊》刊等了佛罗里达大学天文学系教授葛健及其博士生马波,田纳西州立大学天文学家Gregory Henry 及Matthew Muterspaugh等的研究论文。葛健和他所带领的观测研究团队,利用达玛基金会天文望远镜(DEFT),通过常年密集的观测,在《星际迷航》故事中斯波克(Spock)家乡的波江座40A恒星的周围发现了一颗被称为“超级地球”(Super Earth)的瓦肯星 。

  葛健表示,新发现的超级地球在围绕类似太阳的恒星运行的超级地球中,是离我们人类最近的一颗。这颗行星的体积为地球的约两倍,质量是地球的约8倍,公转周期42天。根据葛健领导的观测研究团队的测量数据,这颗超级地球和《星际迷航》剧中幻想的瓦肯星几乎无异:离她的太阳近些,引力较地球大,距离地球大约16光年。

  据葛健介绍,他带领的观测研究团队2014年开始达玛地外行星巡天项目。2014年起,葛健团队使用TOU光谱仪在田纳西州立大学的2米自动化望远镜上通过先导观测。2015年底,在基金捐助人辛格(Micky Singer)帮助下,葛健团队自己的天文望远镜运到达玛基金,称为DEFT(Dharma Endowment Foundation Telescope)开始工作,发现一个可能呈周期性变化的信号,只是不太确定。

  2016年,葛健团队继续利用TOU光谱仪,依托亚利桑那州南部勒蒙山(Mt Lemmon)上的50英寸专用自动化达玛基金望远镜,作进一步观测,终于清晰探测到,波江座40A(HD26965)在42天周期里以最大约每秒1.8米的视像速度来回移动。

  葛健指出,虽然这颗星是围绕类似太阳的恒星运行的超级地球中离我们最近的,但是按照目前的技术能力,人类抵达那里可能需要十万年时间,这颗星看起来究竟怎样,只能依靠想象。同时,这颗超级地球,可能一半寒冷,一半炎热,因为潮汐锁定,会使天体永远以同一面对着另一个天体。所以,它面对“太阳”的一面可能炎热,干燥,而背对“太阳”的一面,可能会阴冷,潮湿。一冷一热的情形,会让瓦肯星具有非常强烈的大气流动,风速可能会很快。

  葛健认为超级地球的发现对于在邻近恒星中发现更多超级地球,包括在宜居地带中的类地行星来说,用望远镜进行的高频次,高精度径向速度观测,起着非常重要的作用。他的团队将继续对这颗超级地球及其周边作进一步研究。

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  葛健在世界最大的光学望远镜GTC 前留影。图片来源:葛健提供

  所有的优秀背后,都是不懈的坚持和自律

  葛健认为超级地球的发现,除了科学价值,它也是人类几十年前的梦想被证实,非常前沿性地把科学和现实中的科幻连在一起。 科学和人类的进步都是凭着人的想象而起, 人类的想象无穷多,但是真正实现的很有限,超级地球的发现是其中之一。其意义既促进科学的发展,也鼓舞对科学有兴趣的青少年不放弃追逐梦想。但是,需要愿意为此付出努力,真正做到极致,即使冒险在所不惜 。

  葛健提醒,华人是公认的勤奋一族,但是诸多限制的文化教育可能缺少创新,或不鼓励梦想;即使有梦想,也可能不敢冒险。从他的个人空间记录中可以看到,葛健所付出的远远超出单纯的的研究。除了研究,他事必亲躬,从观测中,数据搜集中,到实验室建立,建成天文望远镜,到精密度的观察,他在其中主导一切。

  葛健为安徽舒城人,家中的长子,父母都是教师。他认为从母亲那里继承了个人素质,而父亲强烈的好奇心传给了他,鼓励他进行思考。高中毕业于省重点高中庐安一中,以全校第二名的优异成绩考入中科大,最终学习天体物理。

  葛健自称从小淘气,不守规矩,多动症,自卑症(因为父亲典型的中国式家长作风的严厉管教打压),所以极度缺乏自信心,好在母亲的包容给了他安慰平衡。他非常庆幸自己在国内乡下广阔的天地不受约束,有鲁莽,有冒险,和小伙伴们随性成长的童年。他是小伙伴眼中胆大,心思缜密的“智多星”。初中时自学高中课程,高中暑假开始读完大学微积分的课程。

  葛健很专注于沉浸在自己的小世界中,喜欢自己琢磨玩具模型,他称之为不容易被外界环境影响,不理会人情世故。从小喜欢动手,能吃苦。8岁时根据大炮原理琢磨,用钢管,爆竹,沙石自制小土炮;初一时自学几何学,自己琢磨出用极限的方法解决未解的几何问题,并写成数学论文寄给中科大老师,但是石沉大海没有回音,很受打击。他表示,也因此尤其关注培养青少年对科学的兴趣,因为自己从小对科学的兴趣,没有得到及时的引导鼓励而遗憾。他表示,在美国大学学习时,开放鼓励的环境氛围下,才开始建立了自信心。

  葛健坦言,华人有梦想,非常艰辛地努力, 但是也许在创造力方面需要更多学习。原因之一,或许太循规蹈矩,即使有想法,但缺乏冒险精神 。到美国后,接受了西方的文化,他努力克服自身的弱点,不光勤奋,更具西方人的冒险精神。任何科学研究往往会有很多风险,包括他和团队的研究,前人不同望远镜各种观测尝试过很多,但是都没找到,一方面仪器精度不够,其次,观测范围数目不够。 他带领团队注重观测精确度,信号很弱的情况下,需要很多很多的观测,经过长期的数据积累,并有所突破,比别人付出很多的观察策略是根本。其敢于冒险也可见一斑, 坚持别人不敢想象的尝试,因为很可能一无所得 。

  葛健表示,有梦想,抛弃功利,做事凭自己的兴趣和热情,大胆追梦,而不是有好处才做,应该是他成功的关键。如此,他人也会被感染,提供支持。研究中间碰到很多困难,所有只靠自己的团队有限的资源完成,或者外部其它地方寻求合作,困难可想而知。他本人身为科学家一切亲力亲为,要做仪器,作望远镜,甚至盖房子打地基都得亲历完成,整个项目完成付出的努力常人难以想象。他告柬年轻人做大事不要怕困难,有创新精神,敢于冒险。他表示并没有刻意争取今天的成就,仅仅因为是自己的兴趣所在,梦想所在。

  所谓所有的优秀背后,人们往往只看到别人优秀的成果,往往忽略他们为此付出的自虐般的努力。好比爬山登顶险峻的高峰,越临近山顶,能够有毅力坚持不懈的人越少。真正能够登顶远眺的人,永远是那些心无旁骛,坚持往前走的人。

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