投身天文事業 積極備戰未來

肖延勝+王永梅

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

多年來，劉桂琳投身科研工作，以多波段觀測天體物理學為主攻方向，涉足光學、紅外、（亞）毫米波和射電天文學，取得了顯著的成就。他多次成功申請和使用哈勃空間望遠鏡、國際8米雙子座望遠鏡等十余臺世界一流設備，并于2009年哈勃望遠鏡最終太空維護完成后加入其第三代廣域相機的先期科學發布團隊。他的多項研究工作產生了國際影響，已有十余位美國科學院院士在論文中數十次引述過他的學術成果。

勇于進取 成果卓著

劉桂琳在科研中積極思考，勇于進取，多年的耕耘使他收獲了累累碩果。在約翰·霍普金斯大學求學期間，他與導師Nadia Zakamska和普林斯頓大學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行了觀測，發現高光度類星體普遍在星系尺度上存在外流，這些速度達每秒近千公里的外流正劇烈影響著寄主星系。這項利用積分場光譜儀和有普遍意義的類星體樣本進行的系統研究在本領域具有開拓意義，寫成三篇系列論文后，一經發表就受到國際同行的廣泛關注。2014年，美國天文學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動外流的直接觀測證據；不久，該成果又被同領域的世界級專家、加州大學（伯克利）Eliot Quataert教授在論文中評價為國際上該領域在此前五年當中所取得顯著進展的兩項代表性成果之一。

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鍵性影響。他與博士導師（世界著名恒星形成專家Daniela Calzetti教授）和紐約州立大學Jin Koda（幸田仁）教授合作，用先進的數據整合技術合并射電干涉和單鏡面圖像，獲得了質量遠優于以往的兩個著名星系的一氧化碳氣體發射線圖像。他又跨領域引入分離致密和彌散輻射的新方法，證明引起當前關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，后者會導致錯誤的線性結論。2011年春，當他訪問英國劍橋大學時，恒星形成律的創立者、時任劍橋大學天文系主任的美國科學院院士Robert Kennicutt教授贊許道：“你解決了我們領域的一個重要問題”。Kennicutt教授至今已18次在論文中援引了該論文，并發表了把他的上述新方法應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證了此前由吸收線譜分析技術推算出的兩個類星體的外流氣體的空間尺度。該論文發表于《天體物理學期刊》增刊，評議同行稱該文“給出了積分場光譜發射線分析和紫外吸收線分析兩套方法的比較和交叉驗證，這在當前這個積分場光譜數據持續增長的時代尤為學界迫切需要”。

劉桂琳和哈勃空間望遠鏡頗為有緣。讀博士期間，他曾用第一手哈勃望遠鏡的近紅外（NICMOS）數據系統分析了恒星形成區的統計性質，發現前人常在地面觀測中發現的所謂“2型光度函數”并不存在。加入哈勃望遠鏡第三代廣域相機（WFC3）的先期科學發布團隊期間，他抓住了這得天獨厚的機遇，用這臺人類最尖端的設備深入剖析了著名的“南風車星系”M83中星際塵埃的幾何分布，一項他認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目忙碌著，他正迫不及待地期望在即將到手的新數據中看到激動人心的新發現。

開闊視野 重視交流

劉桂琳的實測天體物理學研究以跨領域融合、多波段聯測為主要特色，研究興趣非常廣泛，走出了一條獨特的科研路。

多年來，他辛勤跋涉在活動星系和恒星形成兩大領域，對類星體外流的形態和動力學屬性、星際介質與恒星形成的相互關系、恒星形成區的統計性質、塵埃的幾何位形與質量等進行了多角度的研究，在國際學術界產生了多方面的影響。針對他在兩個跨度很大的領域都有不俗的成果，一位美國科學院院士曾贊許道：“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！”

技術上，他在光學光譜、光學成像、遠紫外成像、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據處理經驗，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尤其受到他的偏愛。

在科研中，劉桂琳非常重視學術交流。他認為，只有積極交流合作，才能取長補短，促進科研事業的繁榮。在美求學期間，他先后受到美國國家光學天文臺、英國劍橋大學天文系、美國國家航空航天局空間望遠鏡科學研究所、美國哈佛-史密松天體物理中心、美國普林斯頓大學等世界天文學研究“重鎮”約請，進行了大量的學術訪問和合作交流。廣泛的學術交流使他開闊了自己的學術視野，極大地豐富了學術經驗，為他的科研工作打下了堅實的基礎。

榮膺“青千” 備戰未來

劉桂琳從小就是一名天文愛好者。從愛好到專業，二十多年來他一直保持著對天文學的濃厚興趣。他已主持或直接參與了20余個觀測項目，使用過國際雙子座天文臺、美國國家光學天文臺、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備。這些觀測項目累計已達300多小時的望遠鏡時間，其中三分之二來自他所主持的項目，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。

在異國他鄉度過的十二年中，他一直心系祖國的科學大業。在美國從事博士后研究期間，北京大學科維里天體物理研究所曾連續兩年邀請他為我國使用國外望遠鏡計劃擔任海外評審，他便通過這種方式開始回饋祖國的天文事業。一俟自己羽翼漸豐，他便籌劃回國發展的大事。2016年，他通過了國家“青年千人”人才引進計劃的嚴格篩選并獲得了優先資助，攜與他科研成就相仿的宇宙學專家、同樣在美國求學十余年的妻子方文娟研究員一起加盟中國科大天文系，回到了令他魂牽夢縈的母校和祖國。

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