李菂：星空下的守望者

1月6日凌晨，《自然》雜志以封面文章形式發(fā)表了“中國(guó)天眼”（FAST）的最新成果。在該成果中，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李菂等領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)，通過FAST平臺(tái)，采用原創(chuàng)的中性氫窄線自吸收方法，首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應(yīng)測(cè)量結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，星際介質(zhì)具有連貫性的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，異于標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)，為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測(cè)證據(jù)，這是FAST產(chǎn)出的系列重大成果之一。

恒星誕生于分子云中，分子云中的致密區(qū)域發(fā)生塌縮，最終形成恒星。恒星磁場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為，在恒星形成的過程中，磁場(chǎng)和重力是相互抗衡的力量，在分子云密度高的地方，重力越大，磁場(chǎng)也越強(qiáng)。按照這一模型，一顆恒星的形成過程中，重力和磁場(chǎng)不斷拉扯，以至于恒星的形成需要上千萬年。

但是，要測(cè)量分子云的星際磁場(chǎng)強(qiáng)度并不是件容易的事。“分子和磁場(chǎng)的作用普遍非常弱，塞曼效應(yīng)也非常弱。”李菂說。

為了更好地測(cè)量出星際磁場(chǎng)，李菂團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，原創(chuàng)出一種通過測(cè)量氫原子的譜線來測(cè)量星際磁場(chǎng)的方法——“中性氫窄線自吸收方法”。“原子對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)會(huì)比分子強(qiáng)，氫原子是宇宙中豐度最高的元素，廣泛存在于宇宙的不同時(shí)期，也是不同尺度物質(zhì)分布的最佳示蹤物之一。”李菂說。

FAST為李菂等人提出的新方法創(chuàng)造了應(yīng)用的機(jī)會(huì)。“FAST望遠(yuǎn)鏡是探測(cè)暗弱中性氫源的利器。”李菂說。

通過FAST望遠(yuǎn)鏡，他們測(cè)量了L1544 分子云包層的磁場(chǎng)強(qiáng)度，首次實(shí)現(xiàn)了原創(chuàng)的中性氫窄線自吸收方法塞曼效應(yīng)的探測(cè)，也實(shí)現(xiàn)了利用原子輻射手段來探測(cè)分子云磁場(chǎng)的從0到1的突破。研究人員發(fā)現(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果不同，星際介質(zhì)從恒星外圍的冷中性氣體，到原恒星核，具有基本一致的、連貫性的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。“由此，我們將恒星形成的時(shí)間從上千萬年減少到百萬年。”