【發(fā)現(xiàn)】

獨(dú)創(chuàng)方式方法，站在前人的研究成果上看得更遠(yuǎn)

疏散星團(tuán)的發(fā)現(xiàn)，通過普通天文望遠(yuǎn)鏡還不能完全實(shí)現(xiàn)。何治宏與中科院上海天文臺研究人員合作，主要利用了歐洲航天局Gaia（蓋亞）天體測量衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)。但Gaia衛(wèi)星擁有十多億顆恒星的天體測量數(shù)據(jù)，如何在浩瀚的數(shù)據(jù)海洋中剔除“噪聲”，找到可能的星團(tuán)，同時對每個星團(tuán)與理論計算進(jìn)行對比，從而確定星團(tuán)的物理特性？“海量的數(shù)據(jù)需要強(qiáng)大的計算能力和高效的算法?！焙沃魏昝靼走@對他和研究團(tuán)隊(duì)來說是一個挑戰(zhàn)。

何治宏注意到，西班牙巴塞羅那大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，曾選擇運(yùn)用一種叫做“DBSCAN”（無監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)）的聚類算法，找到了很多星團(tuán)。于是，他借鑒了歐洲同行的研究方法?！斑@一算法利用了數(shù)據(jù)空間的距離密度分層，比如星團(tuán)的數(shù)據(jù)密度大，單個的流浪恒星（也叫場星）的數(shù)據(jù)密度小，我們把位置和運(yùn)動空間中密度最高的恒星集群挑出來，由此可以發(fā)現(xiàn)新的星團(tuán)?！焙沃魏杲榻B說。

而此算法的關(guān)鍵在于聚類參數(shù)如何獲取。為此，何治宏獨(dú)立創(chuàng)制了一套新的參數(shù)計算方法與搜尋方式，設(shè)計了一套星團(tuán)物理量擬合運(yùn)算流程，編寫了整套計算代碼，并使用了北京超算的計算設(shè)備解決了硬件需求。

2020年年初，在老家四川閬中的何治宏用自己的電腦聯(lián)網(wǎng)北京超算的計算設(shè)備，最終發(fā)現(xiàn)了首批約1000個新星團(tuán)候選體，其中74個新星團(tuán)于2021年公布并獲得國際國內(nèi)同領(lǐng)域研究人員認(rèn)可。隨后，上海天文臺的合作者們利用新算法對新發(fā)現(xiàn)的星團(tuán)進(jìn)行驗(yàn)證，重新獲得了541個新星團(tuán)的準(zhǔn)確成員星信息，并經(jīng)過交叉驗(yàn)證得到了最終結(jié)果。

《天體物理學(xué)報增刊》（JCR一區(qū)，影響因子8.1）文章：“利用Gaia DR2/EDR3在銀盤上發(fā)現(xiàn)的新疏散星團(tuán)候選體”

新發(fā)現(xiàn)的背后，何治宏歷經(jīng)了“從0到1”的困難，花費(fèi)了大量時間摸索和試錯。同時，他是站在前人的研究成果上去看得更遠(yuǎn)，借鑒算法、參考文獻(xiàn)、利用超算，也在與國內(nèi)外前輩的溝通中獲得幫助?！斑@些因素都缺一不可?！焙沃魏旮嬖V紅星新聞記者，“每一個新發(fā)現(xiàn)的星團(tuán)嚴(yán)格來說屬于候選體，需要今后許多工作跟進(jìn)研究，我們團(tuán)隊(duì)也會繼續(xù)努力?！?/span>

【命名】

首次以中國高校及科研院所名字命名編號大樣本的天體星表

根據(jù)國際慣例，星團(tuán)的發(fā)現(xiàn)者或使用者需對新星團(tuán)進(jìn)行命名編號，將它與別的天體區(qū)分開來，并按首次編號沿用下去。“541個新疏散星團(tuán)的命名編號為‘CWNU1-CWNU541’，沿用了目前國際上規(guī)模較大的‘UBC星團(tuán)（巴塞羅那大學(xué)）’‘UFMG（米納斯吉拉斯聯(lián)邦大學(xué)）星團(tuán)’等的命名方式，前者到目前為止已編錄1200余個新星團(tuán)。”何治宏表示。據(jù)悉，“CWNU星團(tuán)表”也是國際上首次以中國高校及科研院所名字命名編號大樣本的天體星表。

“‘CWNU’這個命名是因?yàn)槲颐刻旖?jīng)過西華師大華鳳校區(qū)迎曦湖畔，湖畔有‘I?CWNU’的標(biāo)識而觸發(fā)的靈感。我喜歡這所我工作的學(xué)校，也喜歡這里的天文研究團(tuán)隊(duì)和科研氛圍?！焙沃魏晷χf。他還告訴紅星新聞記者，之所以選擇回到四川工作，因?yàn)樗撬拇ㄩ佒腥?，并且西華師大天文系有不錯的研究氛圍，鼓勵年輕老師獨(dú)立科研。

據(jù)悉，西華師大天文系是川渝唯一擁有天文學(xué)本科、碩士貫通人才培養(yǎng)單位，學(xué)校天文研究團(tuán)隊(duì)主要集中于致密天體、黑洞、銀河系結(jié)構(gòu)、星系宇宙學(xué)、銀河系特殊恒星及其星族、疏散星團(tuán)、系外行星、天文臺址選址等領(lǐng)域，開展前沿課題研究。

近年來，該校天文研究團(tuán)隊(duì)在《Nature》《Nature Astronomy》等期刊發(fā)表論文100余篇。在黑洞研究領(lǐng)域，對愛因斯坦場精確解達(dá)到國際領(lǐng)先水平，給出了首個以中國學(xué)者命名的重要黑洞精確解-吳黑洞(Wu black hole)。在銀河系結(jié)構(gòu)和演化領(lǐng)域，深入開展銀河系子結(jié)構(gòu)的搜索和認(rèn)證，兩項(xiàng)成果入選中國科學(xué)院重大設(shè)施平臺亮點(diǎn)工作，一項(xiàng)成果入選2021年度“中國深空探測十大重要進(jìn)展”。

在天文選址領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了世界級天文光學(xué)觀測基地——青海冷湖基地，相關(guān)成果發(fā)表于《Nature》主刊，并入選2021年度“中國深空探測十大重要進(jìn)展”。

在熱亞矮星領(lǐng)域，基于國家大科學(xué)裝置LAMOST揭示熱亞矮星起源，兩項(xiàng)成果入選中國科學(xué)院重大設(shè)施平臺亮點(diǎn)工作，受邀為國際熱亞矮星SDOB9.5大會做第一個大會特邀報告。學(xué)校天文研究團(tuán)隊(duì)曾獲四川省五四獎?wù)录w、四川省高校科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及四川省青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等稱號。

【意義】

拓寬視野，希望若干年后對人類有實(shí)際用處

1970年，一名贊比亞修女致信NASA航行中心科學(xué)副總監(jiān)史都林格博士問，目前地球上還有這么多小孩子吃不上飯，怎么能舍得為遠(yuǎn)在火星的項(xiàng)目花費(fèi)數(shù)十億美元？史都林格很快給修女回了信，同時還附帶了一張阿波羅8號在環(huán)月軌道上拍攝的題為“升起的地球”的照片。信中提到：“通往火星的航行并不能直接提供食物解決饑荒問題。然而，它所帶來大量的新技術(shù)和新方法可以用在火星項(xiàng)目之外，這將產(chǎn)生數(shù)倍于原始花費(fèi)的收益?！?/span>

這也是何治宏的愿望?！斑@項(xiàng)研究不會對我們的生活產(chǎn)生實(shí)際的影響，也不提高生產(chǎn)力，更多的是我們發(fā)自內(nèi)心的沖動——更多地知道我們身處于什么樣的空間?！彼硎?，希望自己的研究在若干年后，對人類有實(shí)際用處；還希望一代又一代的天文人不斷探索，繼續(xù)拓寬人類的視野。

而在純科研的意義上，這項(xiàng)研究正在發(fā)揮能量。

測量天體的年齡是天文學(xué)上的一個挑戰(zhàn)，而星團(tuán)研究為天文學(xué)家打開了一扇測量天體年齡的窗口?！叭绻雁y河比作母親，星云就是銀河母親的‘子宮’，恒星就是她的孩子，星團(tuán)則是具有相似基因與年齡的多胞胎兄弟姐妹——恒星聚集體，這些恒星通過彼此間的引力作用聚集在一起?！焙沃魏暾f，“同一星團(tuán)中的恒星出生時的最大差異就是體重不一樣，重的恒星壽命短，輕的恒星壽命長，體重輕的發(fā)出暗弱紅光，中等體重的像太陽一樣，而最重的那些恒星有著耀眼的藍(lán)色光芒?！碧煳膶W(xué)家將整個星團(tuán)的恒星排列在顏色和亮度平面圖（天文學(xué)稱為赫羅圖）中，并與計算模擬的不同年齡星團(tuán)赫羅圖進(jìn)行直接比較，從而得出星團(tuán)年齡。

“疏散星團(tuán)是對銀河系結(jié)構(gòu)與演化進(jìn)行示蹤的重要天體?！蔽魅A師大銀河系特殊恒星和星族團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人羅楊平教授介紹，根據(jù)居住地不同，星團(tuán)可分為疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)，其中疏散星團(tuán)主要出生在銀河系盤，不同年齡的星團(tuán)代表不同時期銀河系盤形成的歷史遺跡，天文學(xué)家研究不同年齡星團(tuán)就如同考古一樣認(rèn)識整個銀河系盤的形成歷史。

“該研究樣本證實(shí)了銀河系金屬豐度梯度等齡線理論擬合與光譜觀測值相符，同時為銀河系結(jié)構(gòu)和恒星演化研究提供了大量觀測樣本支撐?！蔽魅A師大物理與天文學(xué)院院長蔣青權(quán)表示，CWNU星團(tuán)線上發(fā)布后，第一時間收到了星團(tuán)研究專家、巴塞羅那大學(xué)Castro-Ginard博士的祝賀，美國物理新聞網(wǎng)也作了題為“中國天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)超過500個新疏散星團(tuán)候選體”的詳細(xì)報道。