致力于中国时域天文在活动星系核领域的前沿研究

肖延胜

如今，天文学已经进入了一个飞速发展的时代，各种大口径望远镜的建造、大天区巡天计划的实施，让更深入、细致地揭示宇宙以及宇宙中各种天体的起源和奥秘成为了可能。与此同时，学术研究领域也风起云涌。基于光变特性而开展的时域天文研究，无疑是今后很长一段时间内的热门领域，将为广义相对论的验证、黑洞的物理起源及本质、高能天体的能源之谜、行星的探索和证认等不同天文学尺度的前沿热点问题提供可能的解答。

目前，我国的时域天文的研究尚处在刚刚起步的阶段，缺乏在大天区方面系统的时域天文观测数据、缺乏基础的时域天文的软件分析基础以及相应的研究领域的研究储备。我国迫切需要加入到时域天文研究的国际研究领域中，及时的撷取时域天文领域的科学明珠，提高我国在时域天文研究中的国际影响力和国际地位。张雪光研究员在时域天文研究及其在活动星系核领域的应用中有着多年的科学积累和丰富的学术经验，本刊就此对他进行了专访。

漫漫求索路

1996年，张雪光以优异的成绩考入中国科学技术大学。大学4年的课业学习，让他打下了扎实的科研基础；此后5年的硕博连读，更让他在天体物理中心涉足天文学领域，并与此结下了不解之缘。

中国科学技术大学天体物理中心良好的学术氛围，浸润了张雪光投身天文学研究的理想，更让他的科研羽翼在知识的滋养下日益丰满。

攻读硕士学位期间，在导师王挺贵教授的指导下，张雪光开始接触并研究活动星系核的核区特征，并得到了低光度活动星系核的特殊的核区特征的研究成果。该成果发表在天文学顶级期刊英国皇家学会天文学月刊MNRAS上，为明确低光度活动星系核特殊的核区特征及其物理起因作出了贡献。

此后，张雪光进一步对活动星系核的发射线的特征进行了细致的研究，他介绍：“在持续对活动星系核双峰结构窄发射线的研究过程中，我们使用大样本的统计特征，基于中心黑洞质量的统计特性，为双峰结构窄发射线的双黑洞模型的物理起源作出了反证，明确了使用双峰结构窄发射线特征寻找双黑洞系统的低效，在难以完成核区空间结构解析的前提下，避免通过双峰结构窄发射线进行双黑洞系统的探索和证认走入更曲折的道路。”

在这样细致入微的研究下，张雪光取得了丰硕的成果，他分别报道了第一例通过双峰窄发射线特征预期的中心含有双黑洞系统的活动星系核，以及迄今为止宽度最宽的双峰结构宽发射线的活动星系核。这两项具有国际影响力的成果均发表在天文学顶级期刊《天体物理学》杂志（ApJ）上，为深入的理解活动星系核的核区特征作出了优异的贡献。

2005年，张雪光以《活动星系核的核区特征的研究》为题发表博士论文，带着“求是”研究生奖学金的荣誉完成学业，获得理学博士学位。

累累科研硕果

博士毕业后，张雪光先后在墨西哥国立自治大学天文研究所、德国马克思-普朗克天体物理研究所、美国克莱姆森大学物理学以及美国德州农机大学物理天文系进行科研深造，并于2010年回到国内，继续从事他所热爱的天文学研究工作。

在十余年的研究工作生活中，张雪光可谓硕果累累。他不仅保持了平均每年在顶级天文学期刊上发表两篇以上通讯作者文章的纪录，还在科研工作中力求创新，在研究领域不断拓展新成果。如今，张雪光已经在MNRAS、ApJ等天文学顶级期刊上发表了20篇通讯作者兼第一作者文章，其中独立完成论文9篇。这些文章的研究课题涵盖了活动星系核的不同的研究领域，并获得了一些活动星系核领域的创新型的研究成果，包括基于光谱分析的研究成果以及基于时域光变分析得到的研究成果。

“我们报道了活动星系核的窄发射线的短时标的光变，不仅为更深入的理解活动星系核的窄发射线区的物理特征提供新的切入点，并为通常意义上的宽发射线的光变研究结果提出了迫切修正的必要性，进一步推进了活动星系核的宇宙学应用。”张雪光欣慰地说。据悉，这项研究成果被国际顶级杂志审稿人认为是对现阶段活动星系核宽发射线时域光变研究的重大挑战，并且将成为活动星系核的一个新的研究方向。

此外，基于时域光变特征，张雪光及其团队明确了活动星系核的双峰结构宽发射线的吸积盘起源，为通过宽发射线特征研究尚难以进行空间解析的中心吸积盘结构提供了证据，提出了宽发射线吸积盘起源的判据，并为独立估算活动星系核的中心黑洞质量提供了一种全新的方法。为大样本活动星系核的普通宽发射线的吸积盘物理起源及其结构特征的研究开启了一个新的窗口。并据此提出了新的吸积盘的遮蔽模型进一步解释宽发射线的红移和蓝移，进一步拓宽了中心吸积盘结构的物理应用。并基于宽发射线的双峰结构和射电图形特征，为双黑洞系统的探索和认证作出了贡献。

新的征程

回首过去的艰辛科研历程，张雪光没有叫苦叫难，只有对科研成果的满满自豪之情：“在长期的研究工作中，我们关注到活动星系核的寬发射线区的分层结构特征的研究，并没有实际的观测证据，多是单次观测光谱中宽发射线的结果，难以成为宽发射线区分层结构的坚实证据。而通过活动星系核长时间的重复多次的观测光谱特征，我们将活动星系核的中等尺度的宽发射线区通过实际的观测数据确定并证认出来。为减少核区结构对活动星系核物理参数测量的影响作出了贡献，并且成为宽发射线区分层结构的坚实的观测证据。”

2015年8月，张雪光踏上了新的征程——入职中山大学物理与天文学院，担任特聘研究员。他定了一个长达五年的长期研究规划，在基于现阶段国际上广为开展的天文时域光变的研究基础上，着眼于前沿研究热点，将快速在如下两个方面开战自己有特色的研究工作。

“短期内，我们的目标是引领中山大学天文领域活动星系核的研究方向快速占领国际前沿研究热点，并积极推荐在国际活动星系核研究领域的影响力。接下来，我们将开展活动星系核领域黑洞强引力潮汐撕碎恒星事件的探索和研究，以及活动星系核时域光变领域中准周期信号的探索和研究。”张雪光信心满满地介绍后，转而感慨道：“宇宙星空就在我们的头顶，但是百十年来，我们对宇宙星空的理解也还不过是其中极少数、极特殊的一部分。我们的心向往着宇宙，活动星系核领域时域光变的研究也将焕发自己独特的荣光。指路的明灯矗立在前方，天文学的明珠正等待我们的撷取。”