作者： cassac_wpadmin

为促进中智两国天文学家的深入交流与合作，在中国科学院、国家天文台和智利天文学会的大力支持下，由中国科学院南美天文研究中心（简称中心，也称中智中心）主办、中国科学院云南天文台协办的“第五届中智双边天文科学研讨会”于1月23-26日在云南昆明顺利召开。

中国科学院南美天文研究中心是中国科学院实施发展中国家科教合作拓展工程的海外项目，2013年10月由中国科学院院长白春礼在智利主持了正式揭牌成立仪式，中心的工作服务于全国天文界，旨在加强我国与南美特别是智利的天文合作。“中智双边天文科学研讨会”是中智天文学家主要的交流平台之一，由中智双方轮流举办，自2011年已举办四届，均取得良好效果，增进了中智双方的了解和信任，促成了一系列的交流与合作项目的开展。

此次第五次双边会议，吸引了来自我国和智利超过20个主要天文研究机构的70余名专家、青年学者和学生参加会议。会上，中心首席科学家黄家声、云南天文台白金明台长分别对来宾表示了欢迎；中科院国际合作局美大合作处孙辉处长、中国科学院国家天文台副台长薛随建发表了重要讲话，皆对会议给予了指导和支持；智利天文学会主席、智利大学教授Patricio Rojo及智方代表对中智天文合作寄予了很高的期望，并提出了很多建设性意见和建议；中心副主任王炜及首席科学家黄家声详细介绍了中心的工作进展及今后的发展目标。参加会议的中科院各天文科研院所、中国各大学天文院系、智利主要天文研究机构的负责人或代表分别就各自单位的天文研究情况进行了综合介绍，并做了精彩的学术报告。在为期四天的会议中，中智两国天文学家相互切磋，深入交流，寻找进一步合作的契合点。此次双边会议，对促进中智天文学交流，及促进基于南美天文中心开展更为广泛的国际合作有重要意义。

2019年1月9日，中国科学院南美天文研究中心（简称南美天文中心或中心）2018年理事会工作会议在国家天文台顺利召开。南美天文中心副理事长、中科院副秘书长高鸿钧出席会议。中科院国际合作局局长、副理事长曹京华，条件保障与财务局局长郑晓年、前沿科学与教育局副局长黄敏，以及国家天文台、紫金山天文台、上海天文台、高能物理研究所、北京大学、清华大学、南京大学、中国科技大学、北京师范大学及云南大学等理事单位的有关领导和专家，及国科大国际合作处领导等共计40余人参加了会议。会议由曹京华副理事长主持。

理事会首先听取了中心的工作汇报。中心首席科学家黄家声汇报了中心在科研、人才培养、数据中心建设等方面的年度工作进展。中心主任王仲就中心建设概况、观测基地和科技园区规划，以及在智可持续发展等议题进行了汇报。理事会对南天文中心2018年的工作进行了审议，对中心2018年及过去五年来所取得的成绩给予了充分的肯定，并就中心存在的困难和问题进行了探讨。理事会还通过了国家天文台及南美天文中心提请理事会审议的其它有关事项。

南美天文中心是中科院实施发展中国家科教合作拓展工程，在境外设立的首个“海外科教中心”。2013年10月由白春礼院长在智利揭牌正式成立。运行五年来，在院领导和理事会的领导下，在各级部门的大力支持下，以及在中心团队的共同努力下，南美天文中心稳步发展，成果突出。特别是，2015年5月，李克强总理和智利总统见证了“国家天文台与华为公司、智利圣玛利亚大学共同建设中智天文大数据中心”的协议签署。2016年4月，智利总统签署法令，授予国家天文台及其在智代表中科院南美天文中心“在智国际科研组织地位”。2016年11月，习近平主席和智利总统共同见证了“国家天文台与智利北方天主教大学合作发展文特峰天文观测基地”的协议签署。2018年5月，经中科院院长办公会审议，启动了在智科技园区建设。南美天文中心在智利的良好发展，对促进我国天文及相关领域的发展有重要意义。有望将中心建设成为中科院在智利以及在整个南美洲深入开展科研合作的平台。

2018年7月30到8月1日，在中科院南美天文研究中心主任王仲的陪同下，中国驻智利大使徐步、驻智利伊基克总领馆总领事陈平、科技专员李晓贤等一行六人飞赴智利北部安托法加斯特大区，在合作伙伴智利北方天主教大学为文特峰天文台址项目办公室揭牌，并调研和考察欧洲南方天文台。

中科院南美天文研究中心（简称南美天文中心或中心），是我院实施国际科教合作拓展工程的第一个海外项目，旨在充分利用南美绝佳的地理位置和优质的天文观测资源，实施我国天文科技融入全球化创新网络，促进国际化跨越发展的大战略。南美天文中心的筹建和发展，成功搭建了一个以智利为中心的国际天文科技合作平台，有利于提高我国天文观测水平，增强承担国家重大科研任务的实力。

2016年11月，习近平主席与时任智利总统巴切莱特女士见证了中科院国家天文台与智利北方天主教大学签署合作共建具有国际一流观测条件台站的合作备忘录。随后南美天文中心持续与智利北方天主教大学（简称北天大）通力合作，落实推动中智文特峰天文台项目，力求稳定有效地提高我国天文实测基础建设。

7月31日，徐大使一行会见北天大校长阿尔法雷斯先生，了解了文特峰天文台址和文特峰项目办公室的最新进展，对北天大给予的合作与支持表示感谢，并希望这样良好的合作关系能够稳固持续。随后大使与阿尔法雷斯校长共同为南美天文中心文特峰项目办公室的正式启用揭牌并致辞（图1）。中心驻文特峰办公室工作人员高思雅(Pablo Garcia)博士与房祥松博士等参加了揭牌仪式。

当天下午，大使一行驱车前往欧洲南方天文台帕瑞纳（Paranal）台站访问，会见欧南台台长Claudio Melo先生，在其陪同下参观了多个8米光学望远镜（VLT）的观测情况，并和在台站工作的研究人员杨彬博士亲切交谈，了解欧南台的运行模式和工作环境（图2）。

8月1日，在王仲等人的陪同下，大使一行参观了在筹建中的文特峰台址，实地考察台址，了解最新进展（图3）。远眺20公里以外的欧南台帕瑞纳台站和亚玛逊斯台站（正在建设39米口径欧洲极大望远镜），大使指出，在此地建设天文台站不仅是中智科技合作的创新举措，也是中国实测天文融入国际科研氛围的重要机遇。

智利北部是举世闻名的“天文之都”，由于其晴夜数多、夜天光暗、海拔高度适中、视宁度好等特点，非常适合发展光学/红外天文观测台站，欧美日等发达国家在此区域建设有多座大型望远镜设施。同时，由于智利的经、纬度都与中国国内的天文台站恰好互补，因此对中国天文学家实现地基昼夜不间断天文观测，具有特殊重要的意义。国家天文台与北天大合作发展的文特峰台址，海拔2900米，距离北天大所在的安托法加斯特市约90公里，与欧洲南方天文台两个大型天文台址鼎足而立，天文观测条件非常优秀。

通过与安托法加斯特大区区长安东尼奥先生的会谈、与北天大的交流以及对欧洲南方天文台帕瑞纳台站、中智联合文特峰台站的实地考察，徐步大使深入了解到安托法加斯特大区的天文优势、以及当地政府和各国天文台对天文观测资源的关注与保护，也意识到中国与国际天文观测水平的实际差距。他殷切希望中科院珍惜当前由南美天文中心在智利开创的良好机遇，抓住时机，扎实推动文特峰台站项目，加快建设我国南天天文观测设施，争创国际一流水平。

图1.徐步大使与阿尔法雷斯校长共同为文特峰天文台址项目办公室揭幕。

图2.大使（左三）一行在中智联合文特峰观测台址合影。

图3.大使（右三）一行在欧洲南方天文台帕瑞娜观测站合影。

2018年1月4日，中国科学院南美天文研究中心（简称南美天文中心或中心）2017年理事会工作会议在国家天文台顺利召开。中科院副院长、中心理事长丁仲礼参加了会议并对中心工作给予了充分肯定和切实指导。中科院国际合作局局长、副理事长曹京华，前沿科学与教育局副局长黄敏，条件保障与财务局总工程师杨为进，以及院机关、国家天文台（含国台总部、云南天文台、新疆天文台、南京天文光学技术研究所）、紫金山天文台、上海天文台、清华大学、北京师范大学等单位的有关专家和负责人共计30余人参加了会议。会议由曹京华副理事长主持。

理事会首先听取了中心的工作汇报，由王炜副主任汇报了中智合作及中心运行事务、黄家声首席科学家汇报了中心科研工作进展、严俊台长汇报了未来科学园区和台址建设规划。理事会对中心2017年的工作进行了审议，对存在的困难和问题提出了有效的解决方案，对下一年度的工作和未来战略规划方向给予了切实的指导。与会各位理事畅所欲言，对中心的发展提出了很多建设性建议。

南美天文中心自2013年10月正式揭牌成立，成功运行四年以来，在人员派出、中智联合博士后培养、中智天文科研合作交流、观测及数据分析能力提升、天文大数据中心建设、园区和台址建设规划等各个方面均取得了显著成绩。特别是，继2016年11月22日，习近平主席与巴切莱特总统在智利共同见证了中国科学院国家天文台与智利北方天主教大学（UCN）关于合作建设和发展天文观测基地的谅解备忘录的签署之后，中心已经开始进行台址监测等工作。

理事长丁仲礼在讲话中充分肯定了建设南美天文中心的重要意义，同时对中心存在的问题和未来科学园区及台址建设的规划、吸纳优秀人才、提升科研项目申请等方面均给予了重要的指导，建议中心继续做好各项工作，包括与国内天文界各单位及中科院大学之间的协同工作，吸引优秀人才加入，加强与智方合作交流，促进中心稳步发展。

2018年2月2日，驻智利大使徐步会见中科院南美天文研究中心和中智天文联合研究中心主任王仲、副主任王炜。

　　王仲感谢使馆近年来对中智天文联合研究中心成立、中国南天天文台及中科院圣地亚哥科技园区筹备工作等的大力支持，期待徐大使任内进一步推动中智科技和天文领域重大项目合作。

徐大使高度评价中智天文联合研究中心成立以来所做大量开创性工作，并表示，将继续大力推动中智科技和天文领域务实合作，着力将其打造成中智、乃至中拉务实合作的典范。

【转自中华人民共和国驻智利使馆官方网站新闻 http://www.fmprc.gov.cn/ce/cechile/chn/sgxw/t1531539.htm】

应智利国家科委、智利大学和中科院南美天文中心的邀请，中国科学院副院长张杰于2017年11月15-18日率团访问了智利。中科院国家天文台党委书记、副台长赵刚及中科院国际合作局美大处处长孙辉、中国驻智利使馆科技处负责人李晓贤陪同访问， 中科院南美天文中心主任王仲和首席科学家黄家声在智利接待了张杰副院长一行。

在智利圣地亚哥期间，张杰分别与智利科委主任Mario Hamuy、智利大学天文系主任Guido Garay、智利外交部能源与科技创新司司长Gabriel Rodriguez等举行会谈。张杰向智方介绍了中科院集科研院所、教育机构、战略咨询于一体的发展架构、及其在国际合作等方面的新举措，特别是中科院国际人才计划（PIFI）。他向智利各方对中科院南美天文中心工作的支持表示感谢，希望双方通过PIFI计划进一步加强科技人员交流，特别是青年人才的交流，以推动双方的长期互利合作。智方对中科院南美天文中心的工作给予了高度评价，并对该中心及中国天文在智利的未来长远发展均提出了中肯的建议。

张杰还前往南美天文研究中心及中科院国家天文台拟建圣地亚哥科学园区及进行实地调研，听取了王仲主任关于中心工作进展和未来发展考虑的汇报，并与中心科研人员进行座谈。张杰充分肯定了南美天文中心过去近四年中所取得的成绩，并勉励驻智工作人员与国际同行积极开展合作，利用智利的天文设施做出世界一流的科研成果；他赞赏中心在积极探索在智发展天文装置和科学园区新模式方面做出的努力，望继续凝聚共识，深化探索，为中国天文科学事业的长期发展作出积极贡献。

在智期间，张杰还访问了位于智利北部的欧洲南方天文台甚大望远镜设施（VLT），并实地考察了中科院国家天文台与智利北方天主教大学合作建设的文特峰（VTRS）天文观测基地，深入了解项目工作进展，并与安托法加斯特大区主席莫利纳和北方天主教大学领导举行会谈，就加快推进通往台址的道路基础设施建设等问题交换意见，希望双方共同为落实共同开发台址的合作协议提供必要支持。

访问期间，张杰还会见了我国驻智利大使馆代办李无旡、驻依基克总领事陈平等人，对使馆和领馆给予南美天文中心在智工作的支持表示感谢。

张杰考察文特峰天文观测基地

张杰会见智利科委主任Mario Hamuy博士

中科院南美天文中心博士后Claudio Ricci与其合作者,包括国家天文台“超大质量黑洞与星系的协同演化”重点研发项目，利用一个由硬X射线数据挑选的超大质量黑洞样本，在超大质量黑洞的辐射如何反馈影响黑洞附近物质分布的方面，获得了重要进展。国际顶级专业期刊《自然》杂志于9月27日正式发表了这一重要研究成果。

根据广义相对论，一个物体如果有足够大的质量和密度，就会坍缩成奇点，形成黑洞。黑洞的引力非常强大以至于光都无法逃离，因此它本身在所有电磁波段都是“黑”的、不可见的。尽管黑洞本身不可见，但它和周边物质的相互作用会产生天文学家们能够观测到的辐射和其它物理现象。

我们早已知道大质量黑洞都“躲”在星系中心（包括我们的银河系）。有些黑洞可以“吃掉”它们周边的物质，然后发出大量的电磁辐射。我们还知道，绝大部分“明亮的”黑洞周围也有大量的尘埃和气体，并且其分布成“多纳圈”形状。这样的结构像是“储藏室”，可以保证黑洞有充足的食物，从而不断发光并逐渐长大。然而，我们并不清楚这些物质是如何分布的，以及尘埃气体与辐射有怎样的关系。

为了解决这个困扰天文学家多年的谜题，中科院南美天文中心的博士后Claudio Ricci博士，与其合作者利用大样本的X射线（天文用的X射线和医院身体检查所用的X光机基本在同一波段）观测数据，对黑洞以及其周边物质进行空间X射线成像，测量了黑洞周围物质的数量，并研究周围物质的演化。

从2013年开始，Ricci博士发起了这个项目，通过多年太空和地基望远镜的观测数据，他们生成了一个巨大的黑洞研究数据库。地基望远镜包括许多在智利运行的大型设备，比如Gemini、Du pont等望远镜，它们在这个研究中发挥了巨大的作用，包括测量黑洞的质量。空间设备包括美国航空航天局（NASA）的X射线卫星SWIFT，欧洲空间局（ESA）的X射线卫星XMM-Newton，以及日本航空探索局的Suzaku卫星以及NASA的一些其他空间望远镜，比如Chandra。

利用这些数据，Ricci等人揭示了黑洞的电磁辐射与周围气体相互作用的机制，发现大部分黑洞周围的吸积物质都离黑洞很近。他们认为，当黑洞发出大量电磁辐射时，强大的辐射压会把周围的物质推离黑洞。换句话说，因为大量物质迅速掉落到黑洞，并产生巨大的能量从而把黑洞周围的气体“蒸发”了。 这也意味着，如果黑洞“吃”的太急，它产生的能量将“毁掉”它明天的食物。

这是我们理解黑洞辐射与核周物质分布之间关系的一大进步，“下一步将更详细的理解二者的关系，并研究那些被吹离黑洞的气体和尘埃会如何演化和发展”, Ricci博士对今后的工作憧憬着。

图1：一个超大质量黑洞与其周围气体和尘埃的艺术想象图。 图片来自于NASA/JPL/Caltech.

图2：不同爱丁顿比值情况下，超大质量黑洞和核周物质分布示意图。爱丁顿比值是物体的总辐射光度爱丁顿光度之比。爱丁顿光度是某光源（在本文中是指黑洞），其辐射压与重力达到平衡时的总辐射光度。图片来源于Ricci et al. (2017, Nature Letter)。

Claudio Ricci博士是中科院南美天文中心通过全球公开招聘计划支持的博士后，近年来他致力于利用X射线卫星NuSTAR开展黑洞和活动星系核等方面的研究工作。本周国际顶级学术刊物《自然 •天文》发表了Claudio Ricci博士与西班牙加纳利天体物理研究所Cristina Ramos Almeida博士合作撰写的综述文章，介绍最近十年来利用X射线卫星数据和红外数据，在黑洞及其周边吸积物质等研究领域的重大进展和他们的最新发现。

在大质量星系的中心（核区）往往都有超大质量黑洞，但这些黑洞被其周边大量的气体和尘埃遮挡，很难对其进行直接研究。现已知道这些核周（Circum-nuclear）物质最终都会被黑洞吸积并变为助其生长的原料，因而它们的具体结构和详细的演化过程是近年天体物理研究中的一个重要课题。南美天文中心的Claudio Ricci博士和西班牙加纳利天体物理研究所的Almeida博士最近应《自然•天文》杂志邀请，撰写此研究领域的综述文章，重点是结合他们所获得的X射线和红外波段的研究数据，深入分析超大质量黑洞近邻物质的细致结构。这两个波段的观测对于黑洞研究具有特殊的互补性：前者是在距超大质量黑洞很近的区域内产生，因此可以用来研究辐射的吸收和反射；后者则可以用来直接研究核周的星际尘埃的物理状态。

黑洞是一个引力非常强大以至于光都无法逃离的时空奇点，因此它本身在所有电磁波段都是“黑”的、不可见的。根据广义相对论，一个物体如果有足够大的质量和密度，就会坍缩成奇点，形成黑洞。大质量恒星在其演化晚期会发生坍缩，遗留的残骸如果其质量超出一定限度，则可形成恒星级黑洞。黑洞产生之后会通过不断地吸积周边的物质或者和其它黑洞发生合并，从而不断长大（质量增加），并可能成长为百万太阳质量级的超大质量黑洞。观测上第一个被确认的黑洞是天鹅座X-1，大约为15倍太阳质量（图1）。而银河系中心有一个大约430万太阳质量的黑洞，也即人们所熟知的射电源射手座A*。

尽管黑洞本身不可见，但它和周边物质的相互作用会产生天文学家们能够观测到的辐射和其它物理现象。核周物质在掉入黑洞的过程中将形成高温吸积盘、冕区、发射线区域，从而能够在很宽的波段范围产生明亮的辐射（即活动星系核，简称AGN），这些辐射通常是人们用来研究黑洞和核周物质的重要手段（图2）。

Ricci和Almeida的这篇文章总结了最近十年内在此研究领域的重要进展，特别是由最新和最先进的X射线及红外观测设备所带来的巨大优势和成果。两位作者深入讨论了核周物质的各向异性、成团性，以及它们与宿主星系通过气体的吸积和喷流所产生的关联和互换。同时，他们也特别提出AGN极区的尘埃辐射最有可能是由黑洞吸积所产生、由辐射压驱动的喷流所引发的。未来更先进的设备将有助于更深入地观测AGN的核区，从而更好地理解核区如何把宿主星系与中心黑洞联接起来。尤其重要的是，在不远的将来，詹姆士•韦伯太空望远镜（JWST）将能够在红外波段探测到极区尘埃的结构和演化，而筹备中的空间X射线卫星项目XARM和Athena计划所配备的高分辨率光谱仪，将可以用来更好地研究气体和尘埃的性质。Ricci博士正是因为在此领域有突出的贡献而受邀撰写综述文章。他的贡献包括最近关于被尘埃遮挡天体性质的突破性研究，以及星系并合能严重影响超大质量黑洞附近气体和尘埃的重要发现。

能够在国际权威杂志上发表这样的综述文章，通常是作者本身的科研工作和积累受到同行广泛认可的标志之一。尤其对于像Ricci和Almeida博士这样的年轻学者而言，更是他们在这个领域内有突破性创新和建树的可喜成果。

图1：黑洞天鹅座X-1与其周围吸积盘、喷流等的示意图。这个黑洞是大质量恒星演化到晚期坍缩形成，它还在持续地从其附近的蓝色恒星吸积物质并不断长大。图片来源于NASA/CXC/M. Weiss.图2：根据观测结果推算出的活动星系核在赤道和极区方向的结构模型示意图。从中心到宿主星系分别为：超大质量黑洞、吸积盘、冕区、宽线区、涡旋区、窄线区。不同的颜色代表不同的化学成分或者密度。图片来自于综述文章 Almeida & Ricci (2017, Nature Astronomy).

本综述文章链接为：https://www.nature.com/articles/s41550-017-0232-z

为促进我国与拉丁美洲和加勒比国家青年科学家之间的交流，构建中拉长期科技合作伙伴关系，科技部今年继续面向科研院所、大学和企业公开征集“中拉青年科学家交流计划”项目。先转发项目申报通知，请各课题组结合需求进行项目申报。

具体要求如下：

一、岗位要求

    1. 非涉密岗位；

    2. 非学历教育；

    3. 具有明确工作职责的科研岗位；

    4. 来华青年科学家须与中方科研团队一起工作；

    5. 在华工作时间为6个月或12个月，根据工作需要可申请延期一次。

二、接收对象标准 

    1. 来自拉美和加勒比国家，重点支持与我国设有双边政府间科技合作混委会、分委会机制的国家（古巴、墨西哥、巴西、智利、阿根廷、乌拉圭、哥伦比亚、厄瓜多尔、哥斯达黎加等）的青年科学家；

    2. 年龄在45岁以下；

    3. 具有5年以上科研经验，或有博士学位；

    4. 具有良好的英语或汉语语言能力；

    5. 身心健康，能够胜任科研工作；

    6. 承诺资助期间全职在华工作；

    7. 承诺在华期间遵守中国有关法律。

三、资助方式和标准 

    1. 科技部将为列入资助计划的来华青年科学家提供每人每月12500元人民币的资助，用于其在华住房补贴、生活补贴和各类保险等（原则上不包含国际旅费，为确保项目顺利执行，如确需为来华青年科学家购买国际机票，该笔费用从其生活补贴中扣除）；

    2. 资助经费将由中国科学技术交流中心拨付给中方接收单位，所有资助经费须全部用于来华青年科学家在华工作和生活，中方接收单位不得克扣或计提管理费。

四、申报和资助程序 

    1. 按要求填写中拉青年科学家交流计划申报书和外方单位推荐函。申报书纸质版一式两份，中文申报表签字盖章。外方单位推荐函由拉美青年科学家派出单位签字或盖章。请将中文申请表及推荐信（pdf文件）发送至lhx@bao.ac.cn，纸质文件交科技处李会贤。

    2. 中国科学技术交流中心对材料进行格式审查和遴选，并提交科技部国际合作司审核。科技部国际合作司结合政府间科技合作重点工作，决定是否给予资助。对于确认资助的项目，中国科学技术交流中心将书面通知中方申报单位，并与申报单位共同签订委托合同。

    3. 接受资助的课题组应与拉美青年科学家签订工作协议书，明确双方责任、义务和合作研究计划。

    4. 接受资助的课题组负责协助拉美青年科学家办理有关来华签证手续，包括为其发出来华邀请信，办理外专手续、租房、购买保险等（购买险种请参考国家外国专家局“关于完善在华工作外国专家医疗保障制度的意见”）。

项目申报截止日期为2017年9月15日。如在填报过程中有任何事情，请随时与李抒璘联系。

【附件】

1.“2017年中拉青年科学家交流计划”申报书

2.“2017年中拉青年科学家交流计划”外方单位推荐函

中科院南美天文中心（中智中心）第一期中智联合博士后、现上海天文台研究员、中科院“率先行动”百人计划青年俊才候选人郑振亚博士参加的超高红移窄带巡天项目：“宇宙再电离时期的莱曼阿尔法星系”(简称LAGER)取得突破性进展。此项目得到了中智中心第一期联合研究基金为期两年的支持。郑振亚博士在智利从事中智联合博士后工作期间，作为中智天文合作的一个重要项目，申请到CTIO 4米望远镜时间10晚,麦哲伦时间4晚，获取了大量高质量的观测数据，为此项目的开展和成功奠定了坚实的基础。

该项目由科大王俊贤老师提出，郑振亚博士作为共同组织者和主要参与人，负责申请望远镜时间、观测数据处理和分析等具体工作，通过中国，智利，美国的合作，正在借助智利的CTIO 4米口径光学望远镜和自己定制的窄带滤光片(中心波长大约9640Å，宽度约95Å)对四个天区进行窄带巡天，寻找宇宙年龄8亿年左右(红移7左右)的莱曼阿尔法发射线星系(Lyman alpha emitting galaxies)。目前已经完成的第一个天区的观测结果即给出了目前世界上最大的红移7 Lyman alpha星系样本，并由此发现在该宇宙年龄处，宇宙星系际弥散介质中氢的电离比例为约50%。这一结果已经发表在国际一流天文杂志ApJL上，美国国家光学天文台以“遥远的星系揭开宇宙黑暗时代末期的面纱”为题专门撰文报道了此项研究突破。研究同时被美国天文学会AAS Nova Journals Digest栏目推荐介绍。

图1：宇宙演化示意图，时间是从左到右演化。左边的亮点是大爆炸，也就是现有宇宙学理论认为的宇宙开端。中间蓝色的区域是本文介绍的黑暗时期，此时宇宙中大量的中性氢会吸收大量可见光使得我们很难看到这个时期的星系。直到大部分的中性氢被来自恒星或星系的紫外辐射电离成质子和电子后，宇宙才显得“透明”起来。图中黄色方框区域体现的是宇宙的再电离的完成时间。从这个示意图我们可以看到再电离是一个逐步完成的结果，并且星系的紫外辐射会电离出一个个的空泡，而不是一个均匀的电离过程。郑振亚的结果支持了这一理论猜测。图片来源：https://www.noao.edu/news/2017/img/distant-universe.jpg

我们的宇宙在大爆炸后约三十万年时进入了一个黑暗时代(图1中的蓝色区域)。此时的宇宙充满了大量的中性氢。在引力的作用下，一部分中性氢会形成恒星甚至星系。可是中性氢大量吸收了恒星和星系发出的可见光，导致我们几乎探测不到这一时期任何天体，显得十分“黑暗”。这团中性氢像雾霾一样阻止了天文学家看清楚宇宙黑暗时代的星系。直到恒星形成释放的紫外光子把此时宇宙里的中性氢电离为质子和电子后，宇宙才终于对可见光“透明”了起来，这一过程叫做宇宙的再电离。

图2：图中白框指示的是郑振亚团队发现的23个Lyman alpha星系候选体位置。右边是最亮的两个源放大后的图像。图片来源：https://www.noao.edu/news/2017/img/LAGER-full-composite.jpg

宇宙何时从黑暗时代进入再电离时代，不但是宇宙学的基本的问题，也是星系形成演化，恒星形成等领域的重要前沿问题。关于再电离的一个可行的研究方法是寻找高红移的恒星形成星系，尤其是莱曼阿尔法发射线星系。越古老的莱曼阿尔法发射线星系，越能帮助我们理解宇宙再电离的细节。

红移7左右的发射线星系非常稀有。尽管窄波段巡天的方法可以有效的从图像上分辨出发射线星系候选体，目前天文学家已经在红移6.6处发现了近百个发射线星系，但是在红移7左右的相关研究一直进展缓慢，在2006年到2012年间，天文学家发现了20多个红移7的星系候选体，只有3个星系被确认处于这一红移时期。此巡天项目的第一篇文章就给出了23个红移7的Lyman alpha 星系候选体，成为这一领域最大的样本。后续光谱观测表明样本中至少70%的星系被确认处于这一时期(Hu et al. 2017)。进一步的分析表明，在宇宙年龄8亿年到10亿年的过程中，亮的Lyman alpha星系数量变化不大，而暗的星系变化显著(图3)。这一方面表明宇宙再电离在红移7左右并未结束，也表明电离过程可能不是均匀发生在宇宙各个区域，正在被电离的宇宙也许充满了一个个被电离的泡泡(参见图1的黄色方框区域的示意)。

图3：高红移宇宙Lyman alpha星系光度函数。郑振亚博士的工作是图中的红色原点。可以看到红移7左右Lyman alpha星系光度函数是分段的。相对红移6.6的时期，红移7左右Lyman alpha星系在暗端有强烈演化，而亮端演化不大。图片来自这一巡天项目的文章，第一作者是中智中心博后郑振亚。

科大王俊贤老师发起的这个高红移巡天项目开始于2012年。这些年来，这一项目团队系统的开展了设计定制滤光片，申请观测，光谱认证等，这一项目是世界上该红移处唯一的大天区巡天。这个项目以极高的效率和成功率前所未有的提高了在红移7左右的Lyman alpha星系样本数量。考虑到这个样本还只是LAGER巡天项目四个天区中的一个天区的结果，可以预见这一项目还会向我们展示更多早期宇宙的故事。

图4： Materion公司定制的窄带滤光片，正要被装到暗能量相机上。这个滤光片的中心波长是9640Å，宽度大约95Å。这一设计是为了找到红移7的发射线星系的同时避开大气的OH线污染。图片来源：http://astro.ustc.edu.cn/news/201603/W020160314319626554087.jpg

该论文第一作者为上海天文台郑振亚研究员（中国科大2012届博士毕业生，中智中心第一期博后），同时也是LAGER项目的共同组织者。这一项目得到了中智中心第一期联合研究基金项目的支持。

相关文章：
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa794f
https://arxiv.org/pdf/1703.02985.pdf
https://arxiv.org/pdf/1706.03586.pdf

参考文献：
https://www.noao.edu/news/2017/pr1703.php
http://astro.ustc.edu.cn/news/201603/t20160314_238496.html
http://www.ctio.noao.edu/noao/content/Properties-N964-filter
http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201707/t20170712_280146.html

This illustration compares growing supermassive black holes in two different kinds of galaxies. A growing supermassive black hole in a normal galaxy would have a donut-shaped structure of gas and dust around it (left). In a merging galaxy, a sphere of material obscures the black hole (right).

Credits: National Astronomical Observatory of Japan

Black holes get a bad rap in popular culture for swallowing everything in their environments. In reality, stars, gas and dust can orbit black holes for long periods of time, until a major disruption pushes the material in.

A merger of two galaxies is one such disruption. As the galaxies combine and their central black holes approach each other, gas and dust in the vicinity are pushed onto their respective black holes. An enormous amount of high-energy radiation is released as material spirals rapidly toward the hungry black hole, which becomes what astronomers call an active galactic nucleus (AGN).

A study using NASA’s NuSTAR telescope shows that in the late stages of galaxy mergers, so much gas and dust falls toward a black hole that the extremely bright AGN is enshrouded. The combined effect of the gravity of the two galaxies slows the rotational speeds of gas and dust that would otherwise be orbiting freely. This loss of energy makes the material fall onto the black hole.

“The further along the merger is, the more enshrouded the AGN will be,” said Claudio Ricci, lead author of the study published in the Monthly Notices Royal Astronomical Society. “Galaxies that are far along in the merging process are completely covered in a cocoon of gas and dust.”

Ricci and colleagues observed the penetrating high-energy X-ray emission from 52 galaxies. About half of them were in the later stages of merging. Because NuSTAR is very sensitive to detecting the highest-energy X-rays, it was critical in establishing how much light escapes the sphere of gas and dust covering an AGN.

The study was published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Researchers compared NuSTAR observations of the galaxies with data from NASA’s Swift and Chandra and ESA’s XMM-Newton observatories, which look at lower energy components of the X-ray spectrum. If high-energy X-rays are detected from a galaxy, but low-energy X-rays are not, that is a sign that an AGN is heavily obscured.

The study helps confirm the longstanding idea that an AGN’s black hole does most of its eating while enshrouded during the late stages of a merger.

“A supermassive black hole grows rapidly during these mergers,” Ricci said. “The results further our understanding of the mysterious origins of the relationship between a black hole and its host galaxy.”

NuSTAR is a Small Explorer mission led by Caltech and managed by NASA’s Jet Propulsion Laboratory for NASA’s Science Mission Directorate in Washington. NuSTAR was developed in partnership with the Danish Technical University and the Italian Space Agency (ASI). The spacecraft was built by Orbital Sciences Corp., Dulles, Virginia. NuSTAR’s mission operations center is at UC Berkeley, and the official data archive is at NASA’s High Energy Astrophysics Science Archive Research Center. ASI provides the mission’s ground station and a mirror archive. JPL is managed by Caltech for NASA.