舒新文：科研不懼苦 壯志不言愁

□ 肖貞林

舒新文

2018年6月15日，在英國威斯敏斯特教堂舉行的紀(jì)念儀式上，當(dāng)已故物理學(xué)家霍金的骨灰被埋在達(dá)爾文和牛頓的墳?zāi)怪g時，科學(xué)家們使用歐洲航天局位于西班牙塞夫雷羅斯的深空地面站的天線將他的聲音發(fā)送到宇宙中最知名的黑洞之一1A0620-00。這是距地球最近的已知黑洞，距離大約為3500光年。

“霍金先生一生中大部分時間都在研究黑洞，相比于他的理論高度，他畢生一直堅持不懈地把高深的理論通俗易懂地介紹給普通大眾，是更加了不起的成就。”安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院教授舒新文說道。

盡管霍金的《時間簡史》讓普通大眾對黑洞有了一個基本概念和了解，但是從性質(zhì)上來說，就連科學(xué)家對黑洞都沒有達(dá)到完全的認(rèn)識，還是處在摸索階段。黑洞越是神秘，越容易吸引人們一探究竟，這對舒新文也是一樣。哪怕知道這條探索之路道阻且長，他依然甘之若飴，勇于向前。

遇物理之精彩，勵志求學(xué)

舒新文與物理的結(jié)緣要追溯到他中學(xué)時代，日常生活中經(jīng)常見到的一些現(xiàn)象用簡單的物理知識就能解釋，這讓剛剛接觸物理的舒新文感到十分新奇。在一次電磁學(xué)方面的公開課上，舒新文被講課內(nèi)容和講課老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎鸷常瑢ξ锢淼呐d趣愈加濃烈。

舒新文本科就讀于安徽師范大學(xué)，當(dāng)時的理想是當(dāng)一名物理老師，希望可以教書育人。但在教育實習(xí)的過程中，當(dāng)真正站在中學(xué)老師的崗位上時，舒新文發(fā)現(xiàn)這不是自己理想中的生活，他的很多想法在中學(xué)教育上施展不開。再三思考之后，舒新文對自己產(chǎn)生了懷疑，是不是自己學(xué)得還不夠好？是不是自己對某些知識認(rèn)識得不夠深刻？

2004年9月，舒新文進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文系繼續(xù)深造。他認(rèn)為怎樣提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力與老師的學(xué)術(shù)水平有關(guān)系，他有必要進(jìn)一步提高自己的能力。“既然選擇要深造，就要到一個更好的平臺去學(xué)習(xí)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)是國內(nèi)屈指可數(shù)的高校，尤其在物理研究和天文研究方面是很權(quán)威的。為了考上中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)我也付出了很多努力，現(xiàn)在回想起讀研的那段時光，我覺得我當(dāng)時的決定是非常正確的。”舒新文回憶道。

舒新文的性格中帶有一股韌勁兒，在決定做某些事情之前或許會猶豫，但一旦決定要做就必須要做好。既然來到了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)這么好的平臺，就要好好地學(xué)習(xí)與研究。舒新文在碩士階段的刻苦與勤奮被他的導(dǎo)師看在眼里，在國家留學(xué)基金委公派項目的支持下，由導(dǎo)師推薦至美國約翰霍普金斯大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，開展博士階段的課題研究。

兩年的出國經(jīng)歷讓舒新文對自身又有了新的要求，他坦言，這次出國讓他的見識和能力都得到了增長，對他的思想也產(chǎn)生了一些影響。“我想每個人都是這樣，你到了一個更好的平臺或者一個不一樣的環(huán)境，接觸到了更多優(yōu)秀的人，它會不斷激勵你一定要繼續(xù)往前走，不能停下學(xué)習(xí)的腳步，一定要讓自己的知識和能力變得更高。”

如今的舒新文依然沒有停下學(xué)習(xí)的腳步，盡管他已經(jīng)成為一名教授，站在了教書育人的崗位上，但他仍然像剛剛進(jìn)入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)時那樣求知若渴，虛懷若愚。

探黑洞之奧妙，樂在其中

自20世紀(jì)90年代以來積累的觀測數(shù)據(jù)表明，在絕大多數(shù)核球主導(dǎo)星系的中心存在超大質(zhì)量黑洞。黑洞通過吸積氣體增長，表現(xiàn)為活動星系核（AGN）。AGN有極高的輻射光度，因此無論是對于黑洞研究本身還是遙遠(yuǎn)的宇宙，意義都非常重大。

舒新文從碩士期間就開始對與黑洞相關(guān)的天體物理過程進(jìn)行了研究。從博士畢業(yè)至今，他一直從事AGN中心引擎結(jié)構(gòu)的研究，還致力于宇宙早期星系的搜尋和研究工作，積極探索星系形成與AGN演化的關(guān)聯(lián)。

在AGN中心引擎結(jié)構(gòu)的研究中，活動星系窄鐵Kα線輻射目前被認(rèn)為是中心引擎結(jié)構(gòu)有效的探針，但是局限于CCD光譜的分辨率，人們在早期的X射線光譜分析中沒有引起足夠的注意，對窄鐵K線輻射特性的了解十分有限。舒新文利用Chandra X射線天文臺的高能光柵光譜儀觀測數(shù)據(jù)，深入研究了Ⅰ型AGN窄鐵Kα熒光線輻射機(jī)制，實現(xiàn)了窄鐵Kα線能量和線寬的精密測量，不但給出了鐵線輻射區(qū)的電離態(tài)和動力學(xué)信息，還揭示了核區(qū)冷氣體的分布規(guī)律。這項研究給出了該領(lǐng)域迄今為止最系統(tǒng)和最完備的結(jié)果。

隨后，舒新文又進(jìn)一步完成了對Ⅱ型AGN窄鐵Kα熒光線輪廓的高分辨率測量，這也是到目前為止第一項針對Ⅱ型AGN窄鐵Kα線的系統(tǒng)研究。這項研究不但發(fā)現(xiàn)了AGN窄鐵線輻射有共同的物理起源，還首次給出了冷氣體可能的物理尺度。目前，舒新文對活動星系窄鐵Kα線輻射研究的系列科研成果已成為該領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，引起了國際同行的廣泛關(guān)注。日本ASTRO-H X射線天文臺科學(xué)白皮書評價該工作給出了迄今最佳光譜分辨率數(shù)據(jù)，相關(guān)成果同時也被寫進(jìn)了關(guān)于AGN的物理教科書。

如今，AGN鐵Kα線的研究已經(jīng)引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。其中最主要的原因之一是，如果鐵線產(chǎn)生于黑洞附近的吸積盤，可以利用線的展寬來研究吸積盤的動力學(xué)，是精確測量廣義相對論效應(yīng)最引人注目的工具。利用其輻射輪廓研究黑洞自旋演化也是下一代X射線天文衛(wèi)星最主要的科學(xué)目標(biāo)之一。

然而，目前AGN中有顯著寬鐵Kα線輻射探測的還非常少。對此，舒新文通過分析活動星系NGC2992近20年的歷史累積觀測資料，揭示出其來自吸積盤顯著的相對論性鐵Kα線輻射，并且線流量隨X射線連續(xù)譜變化呈現(xiàn)罕見的線性響應(yīng)行為。該研究結(jié)果對X射線輻射光線彎曲模型的普適性提出了挑戰(zhàn)。

除此之外，舒新文還致力于宇宙極高紅移星系的搜尋和研究工作。宇宙第一代星系如何形成是當(dāng)今天文和物理學(xué)的重要問題，對理解宇宙再電離過程及“黑暗時期”如何結(jié)束之謎極富價值。然而，宇宙早期星系離我們的地球非常遙遠(yuǎn)，它們的亮度極其微弱，以至于世界上最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡都很難直接探測。舒新文不畏艱難，攻克一系列技術(shù)難題，發(fā)展了Spitzer紅外望遠(yuǎn)鏡衍射極限下暗弱天體探測的新方法，實現(xiàn)了高紅移星系中紅外輻射流量的精確測量。作為主要合作者之一，他還發(fā)現(xiàn)了迄今宇宙最遙遠(yuǎn)的年輕星系（M1149-JD，z=9.6）。舒新文為這項研究提供了最為關(guān)鍵的中紅外測光數(shù)據(jù)，由此精確限定了星系的紅移、年齡和質(zhì)量等物理屬性。該研究結(jié)果發(fā)表于國際頂級期刊《自然》雜志，并被NASA在內(nèi)的多家機(jī)構(gòu)公開報道。

這一系列的研究成果是舒新文在無數(shù)個日日夜夜埋頭苦研中觀測、分析得來的，十分不易。然而對他而言，對黑洞的探索哪怕只有一點點進(jìn)展，所有的辛苦都是值得的，沒有什么比為自己熱愛的事業(yè)鞠躬盡瘁更幸福的事情了。

走科教之道路，猶記初心

2018年，舒新文申請了國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目“活動星系核結(jié)構(gòu)和宇宙早期星系”，成為安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院第一位申請并獲得“國家優(yōu)青”項目的年輕教授。

回到安徽師范大學(xué)之前，舒新文曾在法國原子能中心進(jìn)行博士后工作。這是舒新文第二次出國，這次的出國經(jīng)歷進(jìn)一步拓寬了他的科研眼界，提高了他的科研能力。回國后，舒新文沒有猶豫地選擇回到安徽師范大學(xué)從事教學(xué)和科研工作。提及原因，舒新文笑著說：“我以前的理想是當(dāng)老師，我肯定想進(jìn)入一個高校，在高校既可以做科學(xué)研究工作也可以進(jìn)行教學(xué)工作。而且安徽師范大學(xué)是我的母校，我對它肯定是有感情的，想要回報母校。”

回國后，舒新文加強(qiáng)了對宇宙早期星系的研究，提出了構(gòu)建“顏色比”圖認(rèn)證高紅移亞毫米星系的新方法，成功揭示了一批新的宇宙早期星系。近期，舒新文還帶領(lǐng)著他的課題組利用世界上最先進(jìn)的X射線衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，在距離地球有2.5億光年之遙的星系（編號為GSN 069）中心探測到顯著的超長周期X射線亮度變化，并且成功地解釋為黑洞潮汐瓦解撕裂恒星事件（TDE）的巨大能量釋放過程。該工作也被美國國家航空航天局（NASA）官方網(wǎng)站選為研究亮點內(nèi)容進(jìn)行專題報道。

如今，舒新文已經(jīng)來到安徽師范大學(xué)3年多了，除了科研工作外他還承擔(dān)著教學(xué)工作。舒新文坦言，他很享受現(xiàn)在的生活，科研和教學(xué)都是他熱愛的工作，因為熱愛所以不覺苦，因為熱愛所以不言愁。