探索星空奥秘的领航者
发布日期：2011年03月07日 10:43 点击次数：
［本站讯］10月20日，何梁何利基金2010年度颁奖大会暨何梁何利基金成立16周年庆典在北京举行。山东大学空间科学研究院院长赵刚教授获得2010年度“何梁何利基金科学与技术进步奖”。立足国内观测天文工作20年来，他在中国率先开展了天体化学丰度方向和强激光实验室天体物理领域的研究，共发表SCI论文150余篇，SCI论文引用超过1700篇次，其研究成果在国际上产生了重要影响。赵刚教授是中国科学院首批“百人计划”入选者和国家杰出青年基金获得者，曾获第五届中国青年科学家奖和国家自然科学二等奖。
赵刚教授曾任中国天文学会理事长，在中国天文学科建设、中国天文学会发展以及天文人才培养方面投入了极大的精力。他先后指导了30余名博士和硕士研究生，为中国培养和建立起一支在天体化学丰度实测领域具有国际影响力的研究团队。
探究银河系第一代恒星
20世纪天文学的一项重要发现就是人们认识到在银河系中数以亿万计的恒星，并不都是和太阳一样具有相同的化学组成。其中有一类恒星，它们的大气中重元素（如铁元素等）的丰度远比太阳低得多，从而能够为探究现代天体物理中许多未解之谜提供非常重要的科学证据和解释。这类特殊的恒星群体就是被誉为记录宇宙年龄的“活化石”——贫金属星。贫金属星含有星系和宇宙演化早期信息，其丰度直接和宇宙的起源与演化相关，是星系和宇宙学研究的重要组成部分，但是由于它们极其暗弱，因此很难测量。
赵刚教授及其领导的团队对这些遥远而暗弱的天体进行了光谱观测，完成了先驱性工作。他们不仅首次系统地给出大样本高精度的银河系三个不同星族（晕、厚盘和薄盘）矮星的化学元素丰度，描绘出银河系化学演化图像，其团队十几年来累积的观测样本已占据国际上同类样本总数的28％。赵刚教授对于银河系演化过程的研究成果对传统的星系化学演化理论提出了挑战。在国家大科学工程郭守敬望远镜试观测期间，赵刚教授和他的团队通过试观测光谱数据发现了一批新的贫金属星候选体，证实了我们自主设计建造的望远镜在探究银河系早期化学演化历史方面的观测与搜寻贫金属星的能力。
赵刚教授的多年研究成果得到了国际同行的充分肯定和重视，部分结果已成为本领域的经典工作而被写入教科书和专著，他本人也曾多次应邀在国内外学术会议上作重要报告。中国天文学会名誉理事长、资深院士王绶琯先生评价赵刚教授“对化学丰度系统的研究工作，使我国在这一八十年代兴起的恒星物理前沿领域，首次有了有影响的可竞争性的重要研究成果”。国际天文学联合会主席、欧洲南方天文台台长Catherine Cesarsky博士也对赵刚教授做出了极高的评价：“这项研究工作从根本上改变了他所从事领域的面貌，堪称贫金属恒星研究的一个里程碑。”
开辟新的交叉学科前沿研究领域
随着人类摆脱地心引力的束缚，逐渐深入宇宙空间，目前已经知道，我们的行星在太阳系是独一无二的，生命只选择了地球作为她的家园。于是人们将目光投向了太阳系以外。在宇宙中寻找行星，特别是质量和大小与地球接近的行星，对研究太阳系的形成和演化、理解人类在宇宙中的地位、生命在宇宙中的起源具有重要意义。美国国家研究理事会（National Research Council）表示：“在另外一个星球上寻找生命是本世纪最重要的科学发展，更不用说这十年,它会有巨大的哲学内涵。”目前，对太阳系外行星的观测，正朝着推翻“生命中心说”方向发展；越来越多的天文观测表明：地球并非宇宙中惟一存在生命的摇篮。在人类探索太阳系形成和地外文明存在的重大领域，赵刚教授和他的团队做出了重要的贡献。他创新性的将自己在丰度研究中发展起来的光谱分析方法应用到太阳系外行星搜寻和研究中，并带领团队自主建立了我国发现太阳系外行星搜寻方法，利用国家天文台2.16米望远镜在中国首次发现一颗太阳系外行星和一颗绕红巨星的褐矮星，后者在国际上至今仅发现三例。这两项发现分别被评为2008、2009年“中国十大天文进展”。同时，赵刚教授提出了利用郭守敬望远镜开展世界上效率最高的搜寻太阳系外行星的巡天计划，并就此专题应邀在国内外学术会议上报告中国在此领域的研究现状和计划。
除在传统天体物理研究领域不断创新和突破，赵刚教授同时也致力于基础学科和前沿学科的交叉，实验室天体物理就是其中一个具有代表性的例证。实验室天体物理建立于目前激光技术的最新进展基础之上，旨在实验室条件下重现极端环境中发生的天体物理过程, 揭示天文现象的物理本质，是一门国际上正在兴起的新学科。通过与中科院物理所等院所的专家同行合作，赵刚教授及其团队率先在国内开展了强激光实验室天体物理研究，解决了天体物理研究中的一些关键问题，在理论方面也取得了一系列具有较高显示度的成果，并受邀在国际会议上就中国实验室天体物理研究作大会报告。其中一个重要成果就是利用我国自主研制的神光II高功率激光装置，在实验室成功模拟了太阳耀斑中环顶X射线源和重联喷流。这项工作为理论探索磁重联耗散区开辟了新的途径，发表在国际顶级学术期刊Nature Physics上，并被Nature China作为亮点工作专题介绍。
推动山东大学空间科学学科建设
以1957年第一颗人造卫星升空为标志，人类进入了空间时代。经过50年的发展，空间科学已发展成为一门与相邻学科紧密交叉、与空间技术相互促进的前沿基础学科，极大地丰富了人类对于自然和宇宙的认识，并越来越显示出其对人类生活和经济发展的重要性。太空已成为国家发展的战略制高点，在航天活动、导航与通信、遥感以及国防等方面，对国家安全、经济发展和人民生活至关重要。特别是随着近年来航天技术的进步和人类空间活动的日益增多，空间科学与技术特别是深空探测、行星科学和空间天气学方面的研究已开始迅速成为国际科技活动的热点和重大前沿领域之一。
2003年，在山东大学校友、国家自然科学基金委员会数理学部常务副主任汲培文博士的建议下，中国科学院国家天文台与山东大学就合作共建山东大学空间科学学科签订协议，并建立山东大学空间科学研究院。中国科学院国家天文台推荐由赵刚教授出任院长。经过7年的努力，在空间科学学科的建设上已取得具有较高显示度的成果，并初步形成了良好的学科架构。在中国科学院国家天文台专家的技术指导下，由山东大学总校、威海分校和威海市政府共同出资建设的玛伽山天文台及德国AMP公司建造的一米光学望远镜于2007年初投入使用，并成为我国内地高校口径最大的光学天文望远镜。在随后的几年中，山东大学依托玛伽山天文台完成若干项有高显示度的观测研究课题，同时也在空间科学的普及工作方面取得了令人鼓舞的成绩。成立至今，空间科学研究院共承担国家自然基金委研究基金项目20项，其中杰出青年基金1项、重点项目3项。以山东大学威海天文台为重要实验平台，先后获评山东省教学示范中心、山东省重点实验室、山东省三星级科普教育基地。
小行星搜寻是天文台的重点观测项目之一，以赵刚教授领衔的山东大学威海天文台的观测团队以卓有成效的工作，取得了令世人瞩目的成果。2009年2月10日，国际小行星中心正式将山大威海天文台发现的临时编号为2008 YM9的小行星的永久编号定为207931，这是天文台发现的首颗获得永久编号和命名权的小行星，同时实现了我国内地高校望远镜小行星发现零的突破，并使山东大学成为中国内地第三家具有小行星命名权的单位。中央电视台、新华网、威海晚报等多家媒体对这一天文发现进行了报道。2010年5至6月，天文台又获得两颗小行星的国际永久编号与命名权。威海天文台现已发现获得临时编号小行星30余颗，永久编号小行星3颗，并向国际小行星中心上报了大量小行星观测数据，为小行星的精确定轨和认证提供了有重要价值的资料。
为了更大限度的发挥这台望远镜的作用，赵刚教授和空间科学研究院的同事提出了几项具有重要科学意义和应用价值的观测研究课题，其中包括：开展太阳系小行星和彗星的搜寻观测，获得由国际小行星组织批准的一批小行星的命名权；开展亮超新星巡天观测，争取发现若干近邻亮超新星及其光变曲线的观测结果；开展空间变源的发现与光变监测计划，争取发现若干不同周期、不同类型的变星及其亮度变化规律；加入国际太阳系外行星系统搜寻计划，为研究生命起源与地外文明提供可能的候选观测样本。同时提出要以中国科学院联合共建山东大学空间科学研究院为平台，进一步拓展重点研究型大学的合作渠道，创造新的合作模式。]
【供稿单位：威海分校 作者：李海宁 编辑：新闻中心总编室 责任编辑：子照 】
