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矢志不移天文事业 不辱使命奉献青春

作者:田静 来源:海峡科技与产业

对于天文学这门学科来说,要把实测作为基础,其社备离不开先进的望远镜和优良的地面台址。可是由于快速发展的城市化进程,日益增强的天空背景亮度导致空气透明度降低,另外日益增多的环境尘埃也会加重精密设备的污损程度。基于此,对于致力于天文事业的科研工作者来说,正面临着两方面的窘境和难题:那就是许多传统的地面观测台址存在着“无天可观”的危机,还有科学家选址的速度远比不过城市膨胀的速度。尽管前景不容乐观,可是来自中国科学院云南天文台选址组的首席科学家刘煜研究员却没有丝毫怯意,对自己坚守的事业始终是充满信心,他认为,如果在选址中能够采用跨越式的思维方式和先进的探索手段,是完全有可能在中国西部挑选出可供未来30年或更长时间使用的优良址点。

力排艰险,寻找光明

1992年,刘煜毕业于湖北武穴中学,现在是中国 科学院“百人计划”入选者、云南天文台太阳物理研究员。他2002年获中国科学院理学博士学位,2002年5月至2003年4月,在国家天文台怀柔太阳观测站担任太阳活动观测员。2002年12月至2003年1月,由国家派往美国大熊湖天文台做访问学者。2003年4月至2005年11月,受派日本京都大学,在花山和飞弹两处天文台,搞太阳冲浪研究。2005年11月至2008年6月,又远赴美国夏威夷大学天文研究所学习日冕磁场测量分析。

刘煜研究员把太阳物理、天文仪器与方法作为研究方向,他的研究领域主要包括:(1)利用光球矢量磁场和空间多波段资料,揭示和印证了太阳活动爆发与磁场演化的密切关系;发现和解释了电流螺度反号演化会导致紧凑黑子结构的分解、继而会触发整体活动区耀斑爆发和剩余能量释放;发现色球冲浪的光球磁重联证据;首次发现有些日冕物质抛射携带双螺度磁流的观测证据;最新发现反螺度磁流系统相互作用触发大耀斑的观测证据。(2)已建立一整套基于全日面Hα资料的自动探测记录软件来探测监控和统计各种色球小尺度爆发活动现象。借助该工具,首次发现一些色球冲浪可以直接生成日珥(暗条)的原本罕见的现象,直接证实了日珥的色球物质起源;首次发现色球快速冲浪可以是直接形成窄角度日冕物质抛射的一种机制;发现双暗条相互作用并相继爆发的难得案例。这些新现象都尚待理论上的发展和理解。(3)长期使用夏威夷大学的46厘米口径的二维红外光纤光谱偏振日冕望远镜。掌握了日冕红外磁敏线偏振仪的基本设计和核心技术。发展和利用了多种理论手段对复杂的日冕磁场观测资料进行分析和解释,部分重要科学结果正待发表。已获得世界首幅全斯托克斯日冕矢量磁图,纵向磁场仅为数高斯量级。已与全球势场外推结果进行比较,结果表明势场可以作为接近低自由能态黑子附近真实日冕场的初步近似。(4)正在云南天文台开展抚仙湖1米口径红外太阳望远镜科学目标、西部太阳观测台选址和日冕磁场测量研究工作,均已取得了重要阶段性成绩。

作为我国年轻一代具有卓越才华的天文科学家,刘煜带领着整个科考团队把西部地区的卫星地图研究透彻,根据地形、气候、交通等多种条件因素,初步筛选出了40多个合适候选点。又历经数年的跟踪测量,走遍大西部的山山水水,掌握了每个候选点的视宁度、水汽、云量、日照时间等宝贵资料。在科考的路上,他们所经历的泥石流、雪暴、沙尘暴、高原反应等无数险象环生的挑战已是家常便饭。不惧艰难,穿梭在海拔4000米以上荒无人烟的高原区,也造就了队员们长期野外生存的高超技艺。经过初步分析和对比,藏南阿里、扎日南木错和班公错等地区比较适合建立太阳观测点,而大香格里拉也适合建立各类大口径天文望远镜基地。在选址的过程中,数不胜数的艰难险阻羁绊不住刘煜研究员及整个科研组的脚步,他们力排艰险,为了早日找到最适宜的观测地点,探索到光明的奥秘,付出了常人不能想象、不敢想象的巨大牺牲和努力,当然成功是留给他们的,我们为之骄傲的科研组在踏遍半个中国后,非常有望为我国寻找到第一个、也是世界上第一个口径达8米的地面巨型太阳观测望远镜台址。这一巨型太阳望远镜获取的数据将有助进一步理解太阳爆发活动的成因,为空间天气预报提供新的手段和重要依据。由于团队在选址方面的重要影响,国内外合作者纷至沓来,不同口径的夜间望远镜选址任务也逐渐落到选址队伍的肩上。

加强交流,培养人才

近些年来,刘煜研究员不仅继续从事着他的太 阳观测站候选点最终确认工作,同时,他还经常受邀 各种社会科普部门,为广大青少年和天文爱好者举办 天文科普知识系列宣传活动,生动地讲述他们在天文台太阳观测站选址过程中的苦与乐,惊与喜,呼吁公众保护天文观测环境,引领青少年探索神奇的太阳。据了解,刘煜研究员主讲的天文科普公益课堂,生动有趣,极受欢迎,场场爆满,吸引了大量听众。在授课过程中,他经常提到,太阳观测站选址和通常的天文观测站选址有一定区别,太阳观测站更强调白天的大气视宁度。所谓视宁度,是指大气稳定程度。举一个简单的例子:视线方向有火炉或者其他热源时,上升气流就会变形,这种视宁度就不好。由于水的热容量大,受到太阳光照射后温度升高缓慢,所以白天时水面上的空气比陆地上的空气更加稳定,这样视宁度就会相对比较好,因此,不少太阳观测站都倾向选在水域附近。太阳观测站选址有一个最基本的要求,每年可持续观测3小时以上的晴日数大于250天,日照时间大于2500小时。台址要远离城市的喧嚣,最好无现代工业。就这一点,全国很多大城市被排除在外,比如东部城市基本不予考虑。比较理想的是西部,海拔高,阳光足,望远镜离天空更近一些,受雾霾的干扰也小很多。望远镜还可监测所在地太阳辐射、环境的变化。唯一美中不足的就是距离繁荣大都市太远导致生活不便,但许多科学家钟爱事业,安于清静。

最近几年,刘煜研究员还收到沙特国王大学正式邀请,成为该校客座教授,参与该校的研究生与科学研究访问教授项目。沙特国王大学副校长Ahmed Ben Salem Alamri教授签署了聘用协议。按照该协议,刘煜每年需要访问该校并授课至少两次,同时需要努力推动双方在天文学方面的高质量合作。此次刘煜研究员受聘为该校客座教授,为进一步加强和推动双方在太阳物理和超新星研究方面的合作创造了有利条件。他在云南天文台先后培养了多名博士和硕士生,其中一位博士研究生的毕业论文还获得了全国优秀博士论文称号,他本人也被中科院授予优秀研究生导师称号。

“矢志不移天文事业,不辱使命奉献青春”,这 是对刘煜研究员多年工作最好的写照和赞扬,今后, 他会继续踏上征程,带领着科研团队为我国的天文事 业再上台阶,再造辉煌。