今天，2023年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)在上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上揭曉。以中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)邵正義研究員團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目“星系中的塵埃及其在天體物理研究的應(yīng)用”榮獲2023年度自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

塵埃是宇宙中物質(zhì)存在的基本形式之一，也是生命誕生的基礎(chǔ)。它們?cè)谟钪鎰?chuàng)生后伴隨著恒星的誕生與死亡逐步在星際空間累積，并廣泛分布于各個(gè)尺度的天體環(huán)境中。在天體物理研究中，塵埃是恒星形成、物質(zhì)分布與結(jié)構(gòu)的重要示蹤天體。然而，塵埃對(duì)于星光的消光、吸收和再輻射過(guò)程，使得天體的內(nèi)在屬性被遮掩，給天文學(xué)觀測(cè)與研究帶來(lái)了極大的困難與挑戰(zhàn)。了解塵埃的基本性質(zhì)與分布特征，成為探索各類天體內(nèi)稟物理性質(zhì)的“鑰匙”。

本項(xiàng)目首先是創(chuàng)新地借鑒了宇宙的“公平性”原則，即宇宙中的星系在大尺度分上存在均勻性和各向同性。利用河外旋渦星系的盤面指向隨機(jī)分布的特點(diǎn)，通過(guò)比較不同傾角的星系子樣本的光度函數(shù)，確定了星系盤中的塵埃消光隨波長(zhǎng)的變化服從n~-1的指數(shù)分布，還原了旋渦星系的內(nèi)稟光度函數(shù)；同樣利用盤指向的隨機(jī)性，首次揭示了活動(dòng)星系核的吸積盤與宿主星系盤的關(guān)聯(lián)，以及吸積過(guò)程對(duì)角動(dòng)量的耗散；利用不同紅移（距離）處類星體內(nèi)稟性質(zhì)相似性，還首次從實(shí)測(cè)角度確定了星系際塵埃的平均光深。通過(guò)對(duì)并合星系多波段性質(zhì)的分析，破譯了塵埃消光的測(cè)量是如何影響恒星形成歷史計(jì)算的，并證實(shí)了采用雙成分塵埃模型的必要性。利用我國(guó)自主研發(fā)的郭守敬光譜巡天望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）累積的數(shù)據(jù)，從不同距離、方向上的恒星消光，反推出了銀河系中塵埃的空間分布模型和迄今為止最為精確的銀盤整體塵埃分布尺度。

本項(xiàng)目為研究塵埃和利用塵埃開展天體物理研究提供了全新的視角，研究結(jié)果厘清了星系塵埃的各種統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，同時(shí)也為其他相關(guān)的天體物理研究提供了塵埃改正的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目的研究思路、方法、結(jié)果、結(jié)論，受到了國(guó)內(nèi)、外同行的廣泛認(rèn)同和應(yīng)用，被多次引用于天文頂級(jí)刊物的研究論文和國(guó)際天文會(huì)議的特邀評(píng)述報(bào)告。其中，銀河系塵埃分布模型的工作，被評(píng)為2018年中國(guó)“十大天文科技進(jìn)展”之一。

本項(xiàng)目展現(xiàn)了全新的研究思路，其研究策略和結(jié)果都得到國(guó)內(nèi)外同行高度認(rèn)可，且被廣泛采納，為天文學(xué)中塵埃的研究提供了基本的物理圖像和觀測(cè)約束。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)將為我國(guó)正在研制的CSST和14.5米望遠(yuǎn)鏡等重要天文設(shè)備的運(yùn)行，提供基本參考與觀測(cè)約束。

項(xiàng)目名稱：星系中的塵埃及其在天體物理研究的應(yīng)用

項(xiàng)目完成人：邵正義、沈世銀、袁方婷、李林林、侯金良