本刊記者　張笑笑

天體追尋記——記中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員郝蕾

本刊記者張笑笑

2014年年底，30米口徑望遠(yuǎn)鏡研制計(jì)劃一發(fā)布，就吸引了全世界的目光。據(jù)悉，它是21世紀(jì)地基巨型光學(xué)—紅外天文觀測(cè)設(shè)備，由美國(guó)加州大學(xué)、加州理工學(xué)院、加拿大大學(xué)天文研究聯(lián)盟、日本國(guó)立天文臺(tái)、中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)以及印度科技部聯(lián)合參與。建成后，最遠(yuǎn)可以看到離地球130億光年的地方，這意味著人們通過它，可以看到宇宙第一批形成的星體和星系。今年4月，該望遠(yuǎn)鏡科學(xué)白皮書發(fā)布，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員郝蕾作為中方唯一的科學(xué)家，參與了白皮書的編纂工作。

兩次“轉(zhuǎn)行”，與天文結(jié)緣

1993年，郝蕾考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，攻讀地球與空間科學(xué)專業(yè)。本科時(shí)期，看書、學(xué)習(xí)、準(zhǔn)備考試幾乎占據(jù)她所有的時(shí)間。1998年，郝蕾申請(qǐng)普林斯頓大學(xué)天文系，開啟留學(xué)旅程。在國(guó)內(nèi)，郝蕾是不折不扣的“學(xué)霸”，但從國(guó)內(nèi)空間科學(xué)系“轉(zhuǎn)行”到國(guó)外天文系，她面臨“什么都不知道”“什么都不會(huì)”“甚至是連自己不知道什么都不知道”的困境。

多年后，郝蕾反思其中的緣由。她注意到，在國(guó)內(nèi)讀大學(xué)時(shí)注重的是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)答案的求索，遇到任何難題，“你知道總會(huì)有一個(gè)答案，把那個(gè)答案找到就可以了?！钡俏鞣浇逃⒅氐氖翘岢鰡栴}的思維能力，顯然，這方面她還沒有得到足夠的鍛煉。中西方教育的碰撞，讓郝蕾至今都在感慨，“我在科研上是走過彎路的”。想繞過那段彎路，沒有任何捷徑，只有“多聽、多練、多想”。

2003年，郝蕾到康奈爾大學(xué)做博士后研究，恰好SPITZER望遠(yuǎn)鏡發(fā)射上天。SPITZER望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的是中紅外的光譜，涉及到分子發(fā)射線。以前她所接觸到的都是光學(xué)波段的光譜。望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)光譜的不同，對(duì)郝蕾來說又是一次“轉(zhuǎn)行”。所謂隔行如隔山，“強(qiáng)弱發(fā)射線都混合在一起，我不知道有哪些發(fā)射線，搞不清楚連續(xù)譜到底在哪里。所有的這些問題都需要我把這些知識(shí)學(xué)一遍”。

回頭看，正是這次經(jīng)歷，給了郝蕾觀察天體的機(jī)會(huì)。中紅外光譜很難在地面上用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到，地球發(fā)熱、望遠(yuǎn)鏡的發(fā)熱都會(huì)對(duì)觀測(cè)造成干擾，只能到空間上做，而空間觀測(cè)對(duì)望遠(yuǎn)鏡的設(shè)備要求很高。迄今為止，中紅外的望遠(yuǎn)鏡并不是很多，SPITZER望遠(yuǎn)鏡是當(dāng)時(shí)世界上探測(cè)精度最高的中紅外望遠(yuǎn)鏡。

項(xiàng)目剛開始，每天都有電話會(huì)議，在試觀測(cè)階段，跟蹤望遠(yuǎn)鏡的一些狀態(tài)、觀測(cè)了一些數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)有一個(gè)活動(dòng)星系核的統(tǒng)一模型，認(rèn)為I型活動(dòng)星系核應(yīng)該有硅發(fā)射線，II型活動(dòng)星系核應(yīng)該有吸收線，但是觀測(cè)上一直都找不到硅發(fā)射線。于是，不斷有學(xué)者懷疑認(rèn)為，也許活動(dòng)星系核里面的塵埃顆粒比較大，無法發(fā)出硅發(fā)射線。懷疑最終指向統(tǒng)一模型的正確性。

無心插柳柳成蔭，有心栽花花不開。這時(shí)，研究生時(shí)所聽的一次學(xué)術(shù)報(bào)告，提到了統(tǒng)一模型的這個(gè)難點(diǎn)，給了郝蕾靈感。經(jīng)過仔細(xì)地探索，利用SPITZER望遠(yuǎn)鏡，郝蕾終于找到了I型活動(dòng)星系核中的硅發(fā)射線。這是首次在I型活動(dòng)星系核中觀測(cè)到塵埃在中紅外波段的硅發(fā)射線，觀測(cè)支持了活動(dòng)星系核統(tǒng)一模型，對(duì)了解活動(dòng)星系核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著重要意義。這一發(fā)現(xiàn)被天文學(xué)教科書《Physics and Chemistry of the Interstellar Medium》引述，并引用一幅原圖，在國(guó)際上產(chǎn)生了廣泛的影響。

有一種科研叫樂此不疲

近年來，郝蕾的研究涉及星系形成演化相關(guān)的諸多領(lǐng)域。具體研究對(duì)象包括：活動(dòng)星系核、星暴星系、矮星系以及高紅移Lyman alpha發(fā)射線星系。她曾先后在斯隆數(shù)字巡天（SDSS），斯皮策（Spitzer）空間望遠(yuǎn)鏡光譜儀以及HET暗能量實(shí)驗(yàn)（HETDEX）等國(guó)際合作觀測(cè)項(xiàng)目中工作，對(duì)這些星系的多波段光譜特性及其大樣本統(tǒng)計(jì)特性有深入系統(tǒng)的研究。在其中，她從SDSS建立了完備的AGN樣本，不僅比以前的樣本數(shù)目提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且得到的光度函數(shù)也比早期工作向低光度延伸了6個(gè)星等。由此推出AGN數(shù)密度是星系數(shù)密度的五分之一，而AGN靠黑洞吸積產(chǎn)生的光密度是星系所有光密度的0.6％的結(jié)果，被多篇天文綜述詳細(xì)介紹。

雖然在國(guó)外取得不少科研成果，但“在國(guó)外找教職、寫論文，對(duì)我的吸引力已經(jīng)不是很大了，我還是想做一些項(xiàng)目上的事情”。從22歲留學(xué)海外，到2009年回國(guó)，郝蕾“總覺得自己有責(zé)任、有義務(wù)，為國(guó)家的天文事業(yè)做一些事情”。

回國(guó)幾年，郝蕾參與了多個(gè)項(xiàng)目。其中麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡上光譜儀終端的研究工作，取得了較好的科學(xué)研究成果。該終端是中國(guó)第一臺(tái)積分視場(chǎng)光譜儀，具有大視場(chǎng)和和低表面亮度區(qū)域靈敏的顯著特點(diǎn)。這一終端可用于研究星系的二維結(jié)構(gòu)及由此反映的星系的形成和演化歷史。2014年年底，30米望遠(yuǎn)鏡編輯團(tuán)成立，郝蕾作為中方科學(xué)家參與其中。郝蕾介紹說，30米口徑望遠(yuǎn)鏡是大型國(guó)際合作項(xiàng)目，造價(jià)高達(dá)14億美元。預(yù)計(jì)到2022年，新鏡將開始運(yùn)作觀測(cè)。30米望遠(yuǎn)鏡由492塊獨(dú)立的六角形小鏡片拼接而成。由于采用先進(jìn)的自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)，它能克服大氣層擾動(dòng)造成的“星星眨眼”現(xiàn)象，獲得超高清晰度影像。

郝蕾的科研得到了學(xué)界的廣泛承認(rèn)，近年來她在國(guó)際核心雜志發(fā)表論文40余篇，其中第一作者論文已被引用400多次，獲得中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”260萬元、上海浦江人才計(jì)劃20萬元、兩次中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)共150萬元的項(xiàng)目資助。

女科學(xué)家的艱辛

今年是郝蕾通過中科院“引進(jìn)國(guó)外杰出人才”計(jì)劃歸國(guó)的第五個(gè)年頭。五年來，她兼顧科研和教學(xué)，奔波在家庭和事業(yè)之間。

“大專女是小龍女，本科女生是趙敏，碩士女生是黃蓉，博士女生是李莫愁，博士后女生是滅絕師太?！睆那?，社會(huì)對(duì)女性充滿了偏見。女性在家庭中的角色也讓其自身遇到挑戰(zhàn)，很多女科學(xué)家在科研高峰面前望洋興嘆。

郝蕾?gòu)膩聿换乇茏约号钥茖W(xué)家的身份，她認(rèn)為，有志于從事科研的女性，只要努力發(fā)揮自己的聰明才智，不放棄自己的理想，可以做到科研、家庭兩不誤?！爸灰亲约合胱龅模鸵欢ㄒ朕k法做到。當(dāng)你做到的時(shí)候，回頭看這就是一種成長(zhǎng)。”溫婉的聲音傳遞著她的堅(jiān)韌和執(zhí)著。

郝蕾說：“在中國(guó)讀天體物理的女碩士還是挺多的，但是越往上，比例就越小。”天體物理研究作為基礎(chǔ)科學(xué)，并不一定能夠立刻直接產(chǎn)生社會(huì)生產(chǎn)力，卻是社會(huì)生產(chǎn)力的源泉，對(duì)整個(gè)社會(huì)的影響如同托起航船的大海，水漲船才高，才能創(chuàng)造更多的社會(huì)財(cái)富。

“對(duì)女性來說，協(xié)調(diào)科研工作和家庭確實(shí)很難。其實(shí)這個(gè)是可以做到的，需要社會(huì)上更理解一些。我一直在找各種各樣方法，能夠幫助我同時(shí)兼顧家庭和科研?！?/p>

郝蕾自己是這樣做的，也將這樣的理念運(yùn)用到培養(yǎng)人才上。她認(rèn)為，無論在科研上，還是對(duì)待自己的人生，都不能人云亦云，用“有用”或“無用”來衡量所做的事情，最后只會(huì)讓自己泯然眾人。她要求自己的學(xué)生多閱讀，多聽報(bào)告，多與同行交流，哪怕是與自己研究的領(lǐng)域并不直接相關(guān)?！艾F(xiàn)在所掌握的東西，哪天會(huì)用到，你自己也不知道?！笨蒲袥]有盡頭，郝蕾在自己鐘情的天空，描繪著絢爛的色彩。