中科院南美天文研究中心2017年理事会工作会议顺利召开

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。

驻智利大使徐步会见中科院南美天文研究中心主任王仲

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】

中科院副院长张杰访问智利并考察中智天文合作进展

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

南美天文中心年轻科研人员揭示超大质量黑洞的辐射与核周物质分布之间的关系

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)。

南美天文中心年轻科研人员在《自然-天文》杂志上发表黑洞及周边吸积物质研究综述

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