投身天文事業(yè) 積極備戰(zhàn)未來

肖延勝+王永梅

劉桂琳，1981年生于吉林，2004年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文學(xué)系（五年制本科）。2006年和2011年于美國馬薩諸塞大學(xué)分別獲得碩士和博士學(xué)位后，先后在美國約翰·霍普金斯大學(xué)和弗吉尼亞理工大學(xué)從事博士后研究。2016年作為國家“青年千人計(jì)劃”引進(jìn)人才全職受聘于中國科技大學(xué)天文系任教。

多年來，劉桂琳投身科研工作，以多波段觀測天體物理學(xué)為主攻方向，涉足光學(xué)、紅外、（亞）毫米波和射電天文學(xué)，取得了顯著的成就。他多次成功申請和使用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、國際8米雙子座望遠(yuǎn)鏡等十余臺世界一流設(shè)備，并于2009年哈勃望遠(yuǎn)鏡最終太空維護(hù)完成后加入其第三代廣域相機(jī)的先期科學(xué)發(fā)布團(tuán)隊(duì)。他的多項(xiàng)研究工作產(chǎn)生了國際影響，已有十余位美國科學(xué)院院士在論文中數(shù)十次引述過他的學(xué)術(shù)成果。

勇于進(jìn)取 成果卓著

劉桂琳在科研中積極思考，勇于進(jìn)取，多年的耕耘使他收獲了累累碩果。在約翰·霍普金斯大學(xué)求學(xué)期間，他與導(dǎo)師Nadia Zakamska和普林斯頓大學(xué)Jenny Greene等教授合作，使用美英加澳等七國合建的雙子座天文臺8米望遠(yuǎn)鏡的積分場光譜儀，對一批中紅移處最高光度的射電寧靜類星體進(jìn)行了觀測，發(fā)現(xiàn)高光度類星體普遍在星系尺度上存在外流，這些速度達(dá)每秒近千公里的外流正劇烈影響著寄主星系。這項(xiàng)利用積分場光譜儀和有普遍意義的類星體樣本進(jìn)行的系統(tǒng)研究在本領(lǐng)域具有開拓意義，寫成三篇系列論文后，一經(jīng)發(fā)表就受到國際同行的廣泛關(guān)注。2014年，美國天文學(xué)會公開評論該系列成果是在國際上首次給出了高光度類星體普遍在星系尺度上驅(qū)動外流的直接觀測證據(jù)；不久，該成果又被同領(lǐng)域的世界級專家、加州大學(xué)（伯克利）Eliot Quataert教授在論文中評價(jià)為國際上該領(lǐng)域在此前五年當(dāng)中所取得顯著進(jìn)展的兩項(xiàng)代表性成果之一。

劉桂琳的工作還揭示出星系中的彌散輻射對確定恒星形成律存在關(guān)鍵性影響。他與博士導(dǎo)師（世界著名恒星形成專家Daniela Calzetti教授）和紐約州立大學(xué)Jin Koda（幸田仁）教授合作，用先進(jìn)的數(shù)據(jù)整合技術(shù)合并射電干涉和單鏡面圖像，獲得了質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于以往的兩個著名星系的一氧化碳?xì)怏w發(fā)射線圖像。他又跨領(lǐng)域引入分離致密和彌散輻射的新方法，證明引起當(dāng)前關(guān)于恒星形成律形式的“線性與非線性之爭”的主因是彌散輻射的污染，后者會導(dǎo)致錯誤的線性結(jié)論。2011年春，當(dāng)他訪問英國劍橋大學(xué)時，恒星形成律的創(chuàng)立者、時任劍橋大學(xué)天文系主任的美國科學(xué)院院士Robert Kennicutt教授贊許道：“你解決了我們領(lǐng)域的一個重要問題”。Kennicutt教授至今已18次在論文中援引了該論文，并發(fā)表了把他的上述新方法應(yīng)用到自己科研工作中取得的成果，這些都使他備受鼓舞。

近期，他利用積分場光譜直接觀測驗(yàn)證了此前由吸收線譜分析技術(shù)推算出的兩個類星體的外流氣體的空間尺度。該論文發(fā)表于《天體物理學(xué)期刊》增刊，評議同行稱該文“給出了積分場光譜發(fā)射線分析和紫外吸收線分析兩套方法的比較和交叉驗(yàn)證，這在當(dāng)前這個積分場光譜數(shù)據(jù)持續(xù)增長的時代尤為學(xué)界迫切需要”。

劉桂琳和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡頗為有緣。讀博士期間，他曾用第一手哈勃望遠(yuǎn)鏡的近紅外（NICMOS）數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析了恒星形成區(qū)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)前人常在地面觀測中發(fā)現(xiàn)的所謂“2型光度函數(shù)”并不存在。加入哈勃望遠(yuǎn)鏡第三代廣域相機(jī)（WFC3）的先期科學(xué)發(fā)布團(tuán)隊(duì)期間，他抓住了這得天獨(dú)厚的機(jī)遇，用這臺人類最尖端的設(shè)備深入剖析了著名的“南風(fēng)車星系”M83中星際塵埃的幾何分布，一項(xiàng)他認(rèn)為自己迄今完成的最精致有趣的工作。如今，這只太空巨眼又在為劉桂琳主持的新項(xiàng)目忙碌著，他正迫不及待地期望在即將到手的新數(shù)據(jù)中看到激動人心的新發(fā)現(xiàn)。

開闊視野 重視交流

劉桂琳的實(shí)測天體物理學(xué)研究以跨領(lǐng)域融合、多波段聯(lián)測為主要特色，研究興趣非常廣泛，走出了一條獨(dú)特的科研路。

多年來，他辛勤跋涉在活動星系和恒星形成兩大領(lǐng)域，對類星體外流的形態(tài)和動力學(xué)屬性、星際介質(zhì)與恒星形成的相互關(guān)系、恒星形成區(qū)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)、塵埃的幾何位形與質(zhì)量等進(jìn)行了多角度的研究，在國際學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了多方面的影響。針對他在兩個跨度很大的領(lǐng)域都有不俗的成果，一位美國科學(xué)院院士曾贊許道：“誰能想到這個（研究活動星系的）‘劉和那個（研究恒星形成的）‘劉原來是同一個人！”

技術(shù)上，他在光學(xué)光譜、光學(xué)成像、遠(yuǎn)紫外成像、紅外成像、（亞）毫米波成像及射電波段的成像與光譜等方面積累了豐富的觀測和數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)，國際上近十余年新興的、既有圖像又有光譜的積分場光譜觀測技術(shù)尤其受到他的偏愛。

在科研中，劉桂琳非常重視學(xué)術(shù)交流。他認(rèn)為，只有積極交流合作，才能取長補(bǔ)短，促進(jìn)科研事業(yè)的繁榮。在美求學(xué)期間，他先后受到美國國家光學(xué)天文臺、英國劍橋大學(xué)天文系、美國國家航空航天局空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所、美國哈佛-史密松天體物理中心、美國普林斯頓大學(xué)等世界天文學(xué)研究“重鎮(zhèn)”約請，進(jìn)行了大量的學(xué)術(shù)訪問和合作交流。廣泛的學(xué)術(shù)交流使他開闊了自己的學(xué)術(shù)視野，極大地豐富了學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為他的科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

榮膺“青千” 備戰(zhàn)未來

劉桂琳從小就是一名天文愛好者。從愛好到專業(yè)，二十多年來他一直保持著對天文學(xué)的濃厚興趣。他已主持或直接參與了20余個觀測項(xiàng)目，使用過國際雙子座天文臺、美國國家光學(xué)天文臺、美國國家射電天文臺、美國航空航天局、日本國立天文臺等單位的世界級觀測設(shè)備。這些觀測項(xiàng)目累計(jì)已達(dá)300多小時的望遠(yuǎn)鏡時間，其中三分之二來自他所主持的項(xiàng)目，一個個在荒無人煙的山頂與山獅、土狼、蛇鼠為伍的寂寥夜晚是他成長之路上的一塊塊鋪路石。

在異國他鄉(xiāng)度過的十二年中，他一直心系祖國的科學(xué)大業(yè)。在美國從事博士后研究期間，北京大學(xué)科維里天體物理研究所曾連續(xù)兩年邀請他為我國使用國外望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃擔(dān)任海外評審，他便通過這種方式開始回饋?zhàn)鎳奶煳氖聵I(yè)。一俟自己羽翼漸豐，他便籌劃回國發(fā)展的大事。2016年，他通過了國家“青年千人”人才引進(jìn)計(jì)劃的嚴(yán)格篩選并獲得了優(yōu)先資助，攜與他科研成就相仿的宇宙學(xué)專家、同樣在美國求學(xué)十余年的妻子方文娟研究員一起加盟中國科大天文系，回到了令他魂?duì)繅艨M的母校和祖國。

如今，回國正式工作才幾個月的劉桂琳正積極備戰(zhàn)，希望把自己十余年海外求學(xué)得來的科學(xué)種子播撒在中國這塊土地上，并把西方靈活生動的教學(xué)理念引入朝氣蓬勃的學(xué)生課堂，為祖國天文科學(xué)的發(fā)展和教育事業(yè)的薪傳構(gòu)筑新的藍(lán)圖。