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中国著名大地天文学家和天文地球动力学家韩天芑:“巧摘天星的人”

时间:2023-08-11来源:网络作者:小白

中国著名大地天文学家和天文地球动力学家韩天芑:“巧摘天星的人”(韩锡勤 供图)


中国著名大地天文学家和天文地球动力学家韩天芑:“巧摘天星的人”(韩锡勤 供图)


韩天芑进行天文观测工作。(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 供图)


韩天芑进行天文观测工作。(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 供图)


(神秘的地球uux.cn)据中新社武汉11月5日电(作者 马芙蓉 武一力):“父亲性格比较急,摘了那么多星星,按照他的工作作风,总要去核查一下看有没有遗漏,或者是搞错的,忍不住就上天巡查去了。”11月1日深夜,韩锡勤在微信朋友圈,写下对父亲的怀念。


韩锡勤的父亲韩天芑是中国著名大地天文学家和天文地球动力学家,中国天文大地测量学科开创者之一。韩天芑因病医治无效近日在武汉逝世。


韩天芑的一生,引领和见证了中国天文学从一穷二白、肉眼观星,到建立起完整大地天文学理论和技术基础的过程,也亲历了中国一个世纪的变迁——从贫穷落后走向繁荣富强。


炮火中求学


在韩锡勤眼中,父亲爱国、敬业,一心只想干好手头的工作,建设国家;孙女韩时珺也说,爷爷常教导她,要做一个对国家、对社会有贡献的人。


这份浓郁的家国情怀,与韩天芑年少经历关系密切。


韩天芑1923年2月出生于浙江省象山县新桥镇海台村。年幼时,家里经济拮据,学费全靠母亲养猪维持。14岁那年,母亲离世,整个家庭靠父亲苦苦支撑。韩天芑高中报考技校,学习土木科,希望早日工作谋生。


日军侵华,战火四起,韩天芑的求学之路,因此充满艰险。他在宁波高级工业学校读了不到两年,宁波和浙东等地均遭日军占领,学校几经搬迁。


1943年,韩天芑和同学一起辗转赴重庆求学。途中,他接到父亲逝世的电报,加之母亲早逝,韩天芑无后路可退,只能继续往前走。


后来,得知当时的“中央测绘学校”招考,不收学费,韩天芑报了名。考试那天,正逢日军轰炸重庆,飞机在头顶轰鸣、碎石砸在考场屋顶,一些考生放弃考试逃出门外,原本数百人的考场最终只剩下数十人。韩天芑顶着压力,完成考试并被录取,自此与大地测量结缘。


颠沛流离中求生,炮火烽烟中求学,这些经历深深刺痛了韩天芑。他深知落后就要挨打,更加坚定勤学苦练、建设祖国的决心。他给自己立下规定,习题做完才能去吃饭。毕业考试时,韩天芑是班级第一名。


1950年,27岁的韩天芑加入中国科学院地理研究所,从事天文大地测量工作,正式开启科研生涯。


创立“中国的金格尔法”


新中国成立伊始,中国天文一穷二白,韩天芑等人成为中国天文大地测量的探路人。


1953年底,中国开始使用进口仪器——威尔特T4全能经纬仪,为黄河流域进行一等天文测量。30岁的韩天芑参与该项目。在外国专家帮助下,韩天芑等人很快掌握当时世界最先进的天文测量仪——威尔特T4全能经纬仪的使用技术。


现年90岁的施正范既是韩天芑的学生,也是同事。据他回忆,因为是一等天文测量,测量点均在山上,没有路也没有汽车,大家靠着4匹骡马把仪器运至能到达的最近点,再一起把仪器抬上山。作为团队主心骨,韩天芑强调最多的是保护好仪器。


施正范当时在团队负责电台信号接收。一次使用收报机时,零件出现故障,他在更换过程中不小心把新零件弄坏了,“韩老很严厉地批评了我,从那以后我长了教训,再也不敢马虎”。


天文观测最佳时间是晴朗的夜晚。韩天芑带领大家“不放过一个晴夜”,观星、测点、记数、计算、绘图……每测完一处,立即坐上马车奔向下一处。条件虽艰苦,但也乐趣无穷。


威尔特T4全能经纬仪虽然“全能”,但手工操作比较复杂,计算繁琐,作业时间长,当时苏联花费几十年都未能解决这些难题。于是,韩天芑开始思考能不能在洋设备上想点“新办法”。他根据设想,试用适于全能经纬仪的简化计算公式,多次计算后终于成功,使工效提高5倍多。简化公式得到当时的国家测绘总局肯定,被编进“天文测量细则”。


但韩天芑并不满足于此。20世纪50年代末,他提出T4全能经纬仪利用接触测微器按双星等高法(即“金格尔法”)测时的方法,实现天文测时的半自动化记录,大大提高测时精度,被天文界称为“中国的金格尔法”。这项科研成果,一直被中国测绘部门用作施测高精度天文坐标的重要方法之一。


“巧摘天星的人”


1960年5月,韩天芑和同事接到任务,奔赴“世界屋脊”青藏高原,开展天文测量。


一行人从甘肃兰州乘卡车出发,历时11天抵达拉萨,克服高原反应,在拉萨奋战30多个昼夜,首次解决了天文方位角测定中的人仪差问题,为研究分析天文大地网提供依据,并建起高原上第一个天文基本点,填补当时中国天文测量史上的一项空白。


此外,他组织编算了中国大地天文测量的2628颗恒星平位置表、金格尔星对表、天文基本点测定的最优技术方案等;联合全国各天文单位和测绘部门共同编制《中国大地测量表》,使中国天文大地网的天文定位纳入统一高精度系统,他也因此被称为“巧摘天星的人”。


1962年底,韩天芑又投入新战斗——筹建武昌时辰站。该站对中国提高世界时的授时工作,具有重大实用价值。查阅分析中外有关资料、房子的设计、施工队伍的选择、购买重要器材等工作,他都一一参加。


“韩老总想着尽可能地为国家节约。”一起参与武昌时辰站建设的施正范记得,当时韩老特别强调说,社会主义建设需要大量资金。作为科技工作者,处处事事应考虑如何把国家的每一分钱用好。“他是一个对工作认真、为国家负责的人。”施正范评价道。


坚持科普惠泽后人


今年1月,中科院精密测量院为韩天芑举办了百岁寿辰座谈会。谈及长寿秘诀,韩天芑曾坦言关键在于保持乐观心态。平日,他爱穿颜色鲜亮的衣服、养绿植,关心时事政治,用放大镜看报纸。


韩天芑尤其喜欢与年轻人交流,常通过微信关心他们的学习生活。一些年轻人遇到烦恼和喜事,也乐意与他倾诉分享。


“他很爱帮助年轻人。”有件事,让施正范记了一辈子:当年他结婚无钱也无房,是韩老把家里的两间房让出一间给他。


在孙女韩时珺看来,爷爷是中国百年历史的见证者、参与者,他深知只有祖国强盛,人民才能过上幸福安定的生活。而年轻人是国家的未来和希望,因此爷爷对年轻人成长与教育格外关注。


为让更多人了解宇宙的奥秘,韩天芑坚持开展天文科普。据与韩天芑共事40余年的湖北省天文学会原理事长高布锡介绍,20世纪80年代后期,韩老联合有关部门和中小学校成立湖北省天文学会,组织天文科普讲座、天文夏令营,上百名爱好者加入其中。


2017年4月,韩锡勤曾陪父亲回了一趟浙江象山老家。韩锡勤记得,当时父亲已经94岁,身体不太好,但是依然坚持给家乡孩子们作科普报告。韩锡勤全程听完,惊讶于父亲深入浅出的讲解,也感怀于父亲对后辈的关怀。


2020年初,韩天芑感染了新冠肺炎。康复出院后,他为大学毕业生写下一封长信。他说,他的一生恰逢几次物理学、天文学、测绘学科技浪潮。技术革新会带来新的机遇和方向,面对新机遇,一定要去尝试,牢牢把握,不要被一时的成败得失困住。


家乡富裕、落叶归根、将一些老物件捐予家乡,这是韩天芑晚年常念叨的三大愿望。


韩锡勤表示,他将遵从父亲遗愿,把父亲骨灰葬于象山;将把象山老宅捐出,建立乡俗乡情博物馆。近期他正在整理父亲遗物,计划把父亲的奖章纪念章、金格尔法论文原稿等物品,捐给博物馆,作为父亲留给后辈的礼物。


人物简介:


韩天芑,中国著名大地天文学和天文地球动力学家,中国天文大地测量学科开创者之一。1923年2月11日生于浙江省象山县海台村,1943年10月考入中央测绘学校大地测量系学习,在世界时服务、地球自转变化和恒星光干涉技术的研究中取得重要成果。曾任中国天文学会常务理事和天文地球动力学专业委员会主任,以及中国测绘学会理事、测绘学报编委等职。

ALMA 观测行星形成的尘埃遗址

PDS 70的伪彩色合成图像。左面板显示了之前在0.87毫米处的ALMA观测结果,右面板显示了3毫米处的新ALMA观测值。合成图像将毫米/亚毫米连续图像与ALMA(红色)、W.M.Keck天文台的红外连续图像(绿色)和VLT拍摄的氢发射线的光学图像(蓝色)相结合。图像显示,ALMA观测到的尘埃排放在Keck和VLT探测到的行星外形成了环状结构。在3毫米的波长处,可以明显看到粉尘排放集中在西北方向(图像的右上角)。来源:uux.cn/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),W.M.Keck天文台,VLT(ESO),K.Doi(MPIA)(神秘的地球uux.cn)据ALMA望远镜:阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)通过在刚刚形成的行星轨道外检测到高浓度的尘埃颗粒(一种行星形成材料),成功地观测到了行星形成的地点。由Kiyoaki Doi领导的一个国际研究小组,当时是日本国家天文台(NAOJ)/高级研究生大学SOKENDAI的博士生,目前是马克斯·普朗克天文学研究所的博士后,用ALMA对一颗名为PDS 70的年轻恒星周围的原行星盘进行了3毫米波长的高分辨率观测。该天体拥有两颗已知的行星,新的ALMA观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的局部积聚。这一发现表明,已经形成的行星为行星积累了物质,并促进了下一颗行星的潜在形成。这项工作有助于揭示由多个行星组成的行星系统的形成过程,如太阳系。这篇题为“ALMA波段3观测揭示的PDS 70盘的不对称尘埃积聚”的文章已被《天体物理学杂志快报》接受发表。它可以在arXiv预印本服务器上找到。迄今为止,已经在太阳系内外发现了5000多颗行星。在某些情况下,它们组成了由多个行星组成的行星系统。这些行星被认为起源于围绕年轻恒星的原行星盘中的微米级尘埃颗粒。然而,这些尘埃颗粒是如何在局部积累并导致行星系统形成的,目前尚不清楚。PDS 70是唯一已知的在原行星盘内具有已形成行星的天体,这一点已通过光学和红外观测得到证实。揭示该天体中尘埃颗粒的分布将有助于深入了解已经形成的行星如何与周围的原行星盘相互作用,并可能影响随后的行星形成。之前对0.87毫米ALMA的观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的环形排放。然而,发射源可能在光学上很厚(不透明,近侧的灰尘颗粒会遮挡后面的灰尘颗粒),观察到的发射分布可能无法准确反映灰尘颗粒的分布。由Kiyoaki Doi领导的研究人员使用ALMA在3mm波长下对PDS 70周围的原行星盘进行了高分辨率观测。3mm处的观测值在光学上更薄(更透明),从而更可靠地提供了尘埃颗粒的分布。3毫米的新观测结果显示,与之前的0.87毫米观测结果不同,尘埃排放集中在行星外尘埃环内的特定方向。这表明,尘埃颗粒是行星的组成部分,在狭窄的区域积聚并形成局部团块。行星外的尘埃团表明,已经形成的行星与周围的星盘相互作用,将尘埃颗粒集中在轨道外缘的一个狭窄区域。这些聚集的尘埃颗粒被认为会生长成一颗新行星。行星系统的形成,就像太阳系一样,可以通过重复这个过程从内到外依次形成行星来解释。这项工作通过观测捕捉了已经形成的行星如何与周围环境相互作用并触发下一颗行星的形成,有助于我们理解行星系统的形成。领导这项工作的Kiyoaki Doi说:“天体由多个组件组成,每个组件都发射不同波长的辐射。因此,在多个波长下观察同一物体可以提供对目标的独特视角。“在PDS 70中,行星是在光学和红外波长下发现的,而原行星盘是在毫米波长下观察到的。这项工作表明,即使在ALMA的观测波长范围内,星盘也表现出不同的形态。“这突显了跨不同波长观测的重要性,包括使用ALMA进行多波长观测。使用不同望远镜在不同观测设置下观测目标的多个组成部分对于全面了解整个系统是必要的。”

TESS发现土星大小的系外行星TOI

TOI-4994在30(上)、10(中)和2(下)分钟节奏下的TESS光曲线,结合了6个不同的扇区。来源:uux.cn/Rodriguez等人,2024。(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(Tomasz Nowakowski):利用美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星(TESS),一个国际天文学家团队探测到一颗围绕一颗遥远恒星运行的新系外行星。这个新发现的外星世界被命名为TOI-4994b,它很温暖,比土星稍小。这一发现发表在12月3日预打印服务器arXiv上的一篇研究论文中。迄今为止,TESS已经确定了7300多颗候选系外行星(TESS感兴趣的天体,或TOI),其中571颗已被确认。自2018年4月发射以来,该卫星一直在对太阳附近约20万颗最亮的恒星进行调查,目的是寻找凌日系外行星,从小型岩石世界到气态巨星。现在,由马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的Romy Rodriguez领导的一组天文学家证实了TESS监测到的另一个TOI。他们在TOI-4994的光曲线中发现了一个凌日信号,这是一颗与太阳大小和质量相当的G型恒星,距离约1079光年。该信号的行星性质得到了使用地面望远镜(包括Las Cumbres天文台全球望远镜(LCOGT))的后续观测的证实。研究人员解释说:“在TESS的第12区首次检测到一个周期为21.5天的凌日信号,随后通过地面的后续光度测定得到了证实。”。这颗新发现的行星的半径约为0.76木星半径,其质量估计为0.28木星质量,其密度与土星相似,为0.78 g/cm3。TOI-4994b每21.5天绕其宿主运行一次,距离宿主0.15天文单位,其平衡温度约为717.6 K。因此,TOI-4994b的性质与土星相似,可以归类为温暖的土星系外行星。一般来说,已知的温暖土星的数量仍然相对较少,因为迄今为止发现的这类行星不到20颗,这使得TOI-4994 b成为该样本的有价值的补充。该论文的作者指出,TOI-4994 b的性质也表明,其历史是由行星间的散射和可能的合并形成的。然而,为了证实这一点,还需要进一步的观察。他们补充说,这颗行星是后续恒星倾角测量的良好候选者。当谈到母恒星TOI-4994(也称为TIC 277128619)时,它的半径约为1.05太阳半径,而它的质量与太阳相当。这颗恒星估计有63亿年的历史,有效温度为5640 K,金属丰度为0.165 dex。
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