實習(xí)記者 都 芃

圖為王曉鋒團隊于2020年3月22日利用清華大學(xué)—馬化騰巡天望遠鏡（TMTS）發(fā)現(xiàn)的一顆超新星SN 2020esx北京天文館俞京川供圖

任何科學(xué)技術(shù)的進步，都離不開綜合國力和社會力量的提升。我們這代人趕上了好時候，國家層面和社會企業(yè)都給予我們很多幫助，這激勵我們做出更多出色的成果。清華大學(xué)物理系教授 王曉鋒 受訪者供圖

　　當某些類型的恒星演化至生命末期，發(fā)生劇烈的高能爆炸，這種現(xiàn)象被稱作超新星。爆炸的光芒通?？梢哉樟琳麄€星系，清華大學(xué)物理系教授王曉鋒將其形容為“一場宇宙的‘煙花’”。王曉鋒想象過，如果人類能夠站在宇宙的邊緣，將會看到宇宙空間中此起彼伏的“煙花”綻放，而他就是追逐“煙花”的人。

　　在過去的一年，利用清華大學(xué)—馬化騰巡天望遠鏡（TMTS），王曉鋒團隊在觀測到的188個LAMOST天區(qū)中發(fā)現(xiàn)了超過3700個周期短于7.5小時的周期性變源候選體，該發(fā)現(xiàn)對理解恒星（雙星）演化物理以及空間引力波源等研究具有重要意義。10月2日，詳細介紹TMTS第一年巡天結(jié)果的文章在線發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月報》。

　　喜事接二連三。不久前，第三屆“科學(xué)探索獎”獲獎名單公布，王曉鋒憑借其在超新星領(lǐng)域的多項開創(chuàng)性成果名列其中。

　　抓住機會闖入超新星世界

　　回憶起與天文學(xué)結(jié)緣，王曉鋒想起了童年的一個夏夜?！疤鞖庋谉釙r，我們家會把門板拆下來架在長條凳上，放在院子里，我和哥哥、姐姐就睡在上面，數(shù)著頭頂?shù)姆毙?，我很快就能睡著?！蹦菚r的王曉鋒雖然還不知天文學(xué)為何物，但已對宇宙有了無限想象。

　　高考后填報志愿，他選擇了北京師范大學(xué)天文學(xué)專業(yè)。上世紀90年代，天文學(xué)仍屬小眾、冷門的基礎(chǔ)學(xué)科，“班上人不多，最開始有15個人，后來轉(zhuǎn)走了2個”。

　　剛上大學(xué)的新鮮勁兒還沒過，王曉鋒便開始擔心起畢業(yè)后能干什么，于是他給自己定下了讀研的目標?！澳菚r，同學(xué)們周末會出去玩，但我很焦慮，不敢去，就只能學(xué)習(xí)。”本科畢業(yè)時，班上有兩人被保研，王曉鋒是其中之一。

　　但讀了研，困難才剛剛開始。那時，北京師范大學(xué)尚無天文觀測設(shè)備，“天文學(xué)研究依靠觀測驅(qū)動，需要一手數(shù)據(jù)”。在此之前，王曉鋒的師兄師姐會被導(dǎo)師推薦至擁有觀測設(shè)備的中國科學(xué)院國家天文臺（當時為北京天文臺）進行聯(lián)合培養(yǎng)。但王曉鋒卻被導(dǎo)師留在了身邊，焦慮再次籠罩了他?！爱敃r真有點著急，就想老師為什么不送我去？”他說。

　　接觸不到一手數(shù)據(jù)，王曉鋒只能自己摸索，“當時導(dǎo)師給了我?guī)灼A(yù)印本的文章，我就自己邊看邊琢磨”。王曉鋒試著將文獻中的數(shù)據(jù)摘取出來，進行二次分析?！拔抑荒苡脛e人的數(shù)據(jù)做一些復(fù)現(xiàn)的工作，但連著幾次投稿國際頂級期刊均被拒絕，反饋意見都是缺少一手數(shù)據(jù)，沒有創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)?！蓖鯐凿h對未來的學(xué)術(shù)道路感到迷茫。

　　就在博士即將畢業(yè)時，一個偶然的機會，王曉鋒得知中國科學(xué)院國家天文臺施密特望遠鏡團組招收博士后。“當時，我就想著一定要去。去了之后，我發(fā)現(xiàn)他們有一些近十年的超新星爆發(fā)前數(shù)據(jù)，這讓我特別驚喜?！彼f。

　　終于有機會獲取一手觀測數(shù)據(jù)，王曉鋒的潛力被徹底激發(fā)出來。憑著學(xué)術(shù)積累和數(shù)次嘗試，他提出了Ⅰa超新星光度校準的溫度方法，引起國際同行的極大關(guān)注。而后，接連兩篇重磅文章發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報》?！斑@在天文學(xué)領(lǐng)域差不多是僅次于《自然》《科學(xué)》的期刊。我感覺自己的人生一下子‘開掛’了。”他回憶道。

　　王曉鋒覺得，自己終于真正邁進了科研領(lǐng)域，他也明白了讀博時導(dǎo)師對自己說過的話：在學(xué)術(shù)研究的道路上，導(dǎo)師負責(zé)把你領(lǐng)進門，修行好壞主要在個人。

　　用研究成果“裁斷”學(xué)界爭論

　　2004年底，王曉鋒博士后出站，來到剛剛成立的清華大學(xué)天體物理中心。他利用一臺80厘米天文望遠鏡開展超新星搜尋和后續(xù)觀測研究，并在2005年末成功發(fā)現(xiàn)了3顆新爆發(fā)的超新星，開創(chuàng)了國內(nèi)高校天文發(fā)現(xiàn)的先河。但他并未就此止步，他想去更大的平臺磨煉自己。

　　2006年夏，王曉鋒進入美國加州大學(xué)伯克利分校從事博士后工作，那里是國際超新星觀測研究的中心。在那里，王曉鋒做出了他在超新星領(lǐng)域最具代表性的研究成果。

　　此前，根據(jù)不同的觀測結(jié)果，國際天文界認為Ⅰa型超新星的形成存在兩種理論模型。他們認為一顆普通的白矮星無法引發(fā)超新星爆發(fā)，需要吸積周邊的伴星物質(zhì)或與另一顆白矮星并合，才能達到爆炸極限。相對應(yīng)，這兩種不同的模型分別被稱為單簡并模型和雙簡并模型。此外，還有觀點認為，不同的Ⅰa超新星可能源于同一個爆發(fā)模型，觀測差異是由于觀測角度的不一致造成的。此爭論在學(xué)界相持不下，誰也無法說服誰，而王曉鋒則用研究結(jié)果回答了這個問題。

　　2008年，王曉鋒團隊在研究爆發(fā)于近鄰M100星系中的一顆Ⅰa型超新星SN2006X時，發(fā)現(xiàn)其爆炸拋射物向外擴展的速度約為16000千米/秒（光極大時），而普通的Ⅰa型超新星則僅為10000千米/秒。王曉鋒針對這一差異，立即對大量Ⅰa型超新星的光譜數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)研究分析。他將Ⅰa型超新星進一步分類為高速與低速兩種類型，并以此分類為基礎(chǔ)，結(jié)合超新星爆發(fā)時其所處寄主星系的位置以及爆炸前所在星族位置等信息，進行統(tǒng)計研究。王曉鋒最終發(fā)現(xiàn)，高速Ⅰa型超新星與低速Ⅰa型超新星具有不同的本征亮度，它們也存在著完全不同的誕生環(huán)境。而后他進一步研究發(fā)現(xiàn)高速Ⅰa型超新星的前身星具有較高的金屬含量、較豐富的星周物質(zhì)以及較明顯的爆炸非對稱結(jié)構(gòu)；而低速Ⅰa型超新星則沒有這些特性。

　　這一結(jié)果從觀測上完美呼應(yīng)了兩種理論模型，高速Ⅰa型超新星可能來源于單簡并演化，而低速Ⅰa型超新星則主要來源于雙簡并演化。這一成果使得尋找性質(zhì)更均勻的Ⅰa型超新星亞類成為可能，對于超新星宇宙學(xué)應(yīng)用有重要意義。

　　相關(guān)成果發(fā)表后，在國際天文界引發(fā)熱烈反響。美國天文學(xué)會前主席克雷格·惠勒（Craig Wheeler)在文章發(fā)表兩天后發(fā)來郵件說：這是個了不起的成果！

　　期待目睹完整的超新星爆發(fā)過程

　　王曉鋒至今記得，當他去美國加州大學(xué)伯克利分校，看到其數(shù)十年積累的巡天數(shù)據(jù)時的那種震撼?！安罹啻_實很大，我們的光學(xué)天文基礎(chǔ)相比要弱很多?！蓖鯐凿h希望盡自己所能推動國內(nèi)該領(lǐng)域的研究，“我覺得自己有一些責(zé)任在里面”。以清華大學(xué)為中心，他組織起了跨單位、跨地域的國內(nèi)時域天文學(xué)組會，希望帶動更多的年輕人投入到超新星和時域天文學(xué)研究當中。

　　王曉鋒培養(yǎng)的學(xué)生范圍很寬，從高中生一直到博士生，針對不同的學(xué)生他有不同的教育方法?！案咧猩灰笥惺裁粗匾目蒲谐晒?，我主要是引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，培養(yǎng)基本的科研思維。”而對于研究生，王曉鋒則因材施教，“有想法的學(xué)生就給他們空間讓他們自己去做，暫時沒什么好想法的就多帶一下?！彪m然年輕時對當老師不感興趣，但如今的王曉鋒顯然在人才培養(yǎng)上頗有心得。

　　展望未來，王曉鋒認為，要做出世界級的科研成果，我國還需要發(fā)展通用大口徑光學(xué)紅外望遠鏡，“至少要媲美歐美十米級的光學(xué)紅外精測望遠鏡”。而接下來他最期待的，莫過于預(yù)計將在2024年發(fā)射的中國空間站工程巡天望遠鏡（CSST）。以此為基礎(chǔ)，王曉鋒將目標瞄準了哈勃常數(shù)的精確測量。

　　“美國能測量哈勃常數(shù)，是因為他們有哈勃空間望遠鏡，以此能分辨出河外星系的單個天體?！彼f，有了CSST，我國也將具備此種能力?！癈SST的視場比哈勃空間望遠鏡要大300倍，這有助于我們進一步精確哈勃常數(shù)，以澄清當前的宇宙學(xué)危機問題?！?/p>

　　王曉鋒認為，任何科學(xué)技術(shù)的進步，都離不開綜合國力和社會力量的提升。而他作為一線科研人員，受惠于此，感受頗深?！拔覀冞@代人趕上了好時候，國家層面和社會企業(yè)都給予我們很多幫助，這激勵我們做出更多出色的成果?！彼f。

　　王曉鋒要感謝的，還有浩瀚宇宙。“每當因為一些瑣事煩惱時，我就會抬頭看看星空，和這億萬年的宇宙相比，我們?nèi)祟惖哪切┦掠炙闶裁茨?？”他說。

　　王曉鋒還有個愿望，他希望能用肉眼目睹一次完整的超新星爆發(fā)?！吧弦淮斡涊d人類觀看到超新星還是在1604年，下一次是什么時候，誰也不知道?！蓖鯐凿h有足夠的耐心等待，他知道，在宇宙深處，總有“煙花”在悄悄綻放。