2019 年腾讯「科学探索奖」公布，获奖的 50 位中国青年科学家有哪些贡献？
天文口的有两位，国家天文台的刘继峰老师和南京大学的施勇老师。空间科学口的有一位，中科大的汪毓明老师。 其中刘继峰老师我最熟悉，他是北大天文校友；本人初入国家天文台时还有幸上过他的课（并拿到研究生阶段唯一一门满分）。我出国前，他非常关心我的学业，专门找我茶叙，让我非常感动。 刘继峰老师是一名观测天文学家，最突出的成就是对黑洞进行的研究，同时也广泛涉猎系外行星等领域。 他最有显示度的两篇大作均发表于《自然》杂志，让台里一些人谐谑地、但同时也是敬畏地称他为“Nature Liu”。这里我就以这两篇文章为例，介绍一下刘继峰老师的代表性工作。  首先是2013年这篇[1]： 黑洞是上至天文学界下至社会大众都很感兴趣的一种天体，天文学家的任务就是把跟黑洞有关的天象都测清楚、量明白。 有这么一类天体被称为“超亮X射线源”（ULX），一般认为是黑洞吸积伴星物质时，吸积盘发出强烈X射线产生的。 那么有一个基本的问题，就是这些吸积伴星物质的黑洞的质量有多大？ 这个问题的重要性在于：我们现在已经发现了很多小质量黑洞（恒星质量黑洞，几十个太阳质量），和很多超大质量黑洞（几百万到xx亿个太阳质量），但是没有中间的，所谓“中等质量黑洞”（几百几千个太阳质量）。 而这种ULX形成机制，就有两种解释：要么是恒星质量黑洞产生的，要么是中等质量黑洞产生的。 所以ULX这种天体是有可能含有尚未发现的中等质量黑洞的潜在金矿。要寻找中等质量黑洞，或者说要区别这两种解释，就得对这些ULX中心黑洞的质量进行测量。 测量大质量天体的质量很简单，只要找一个绕着它转的小质量天体，测它的周期就可以了。 虽然要测的这些天体很远（比如这篇文章测的在M101星系里面，距离2千万光年），不能直接分辨出来，但是可以通过看光谱，测量特定谱线的周期性红移、蓝移来得知伴星绕转黑洞的周期。 比较有挑战的地方在于，正因为这些天体是“超亮”X射线源，它们的吸积盘会产生非常强的“光污染”，让你没办法看清伴星微弱的星光，没法测量它的谱线。 刘继峰老师这个工作的聪明之处在于，通过合理的选源，以及对观测时间的合理安排，抓住了M101星系中一个“超亮X射线源”不那么亮的一个时期（他此前的工作已经测过这个源的光变规律[2]），避免了太强的来自吸积盘的光污染，从而成功的测到了伴星的周期。 对这个源的结论是，它仍然属于恒星质量黑洞，不是中等质量黑洞。 这是ULX这类天体的中心黑洞质量第一次得到测量，所以得到了很高的评价：审稿人称之为“夺取了这个领域的圣杯”。  再来看一下2015年这篇[3]： 这篇主要关心的是致密天体吸积盘发出的喷流。 黑洞之类的致密天体吸引周围物质向自己掉落时，除了把这些物质摊大饼一样拍成一个排队等候掉落的“吸积盘”，还会在垂直于吸积盘的方向产生一对向两侧喷出的喷流，把一部分掉落物质加速喷出去。 这个喷流的具体机制还不算非常清楚，但是它的观测性质我们是有所了解的。 其中一个性质是，喷流的速度大约相当于中心天体的逃逸速度[4]。 从逃逸速度的公式可以知道，如果一个天体越致密（质量/半径比值越大），它吸积物质时产生的喷流的速度就越高。 所以最致密的天体黑洞，常能产生速度可与光速相比的高速喷流（相对论性喷流）。 而白矮星乃至原恒星等没那么致密的天体，吸积时产生的喷流也没那么高速。 另一方面，我们可以从辐射的能量分布来研究这些致密天体。 具体来说，我们可以从所发射的X射线的“软”或“硬”来考察这些致密天体的吸积过程。软就是说没有什么高能段的X射线，硬就是说高能段的X射线比较多。 有这么一些致密天体吸积系统的辐射，被称为“超软”，因为几乎完全没有高能X射线，只有低能X射线。以往认为这是吸积物质落到白矮星表面之后，进行稳定燃烧，所产生的。 而白矮星没有黑洞那么致密，它的逃逸速度大约在1%光速左右。 而这篇文章中，刘继峰老师等人发现了一个怪胎：它既像白矮星一样有着“超软”的X射线辐射，另一方面，又有黑洞那样10%以上光速的相对论性喷流。 这就产生了无法解释的矛盾，对此前人们对致密天体吸积过程的理解提出了挑战，因此受到Nature的青睐。  我刚刚跟刘继峰老师沟通了一下，得知他团队的第三篇Nature也已经接收，因为现在还没有正式公开，我先对文章内容保密，等文章发出来了再做介绍。刘老师表示，除了对黑洞的形成、吸积、喷流机制的研究，他的团队也在做恒星活动性、太阳磁流发电机机制以及一些紫外波段的观测等方面的工作，已经比我出国前了解到的情况要丰富许多，看来下次我回去拜访刘老师的时候，是要再更新一下信息了。  本题问「贡献」，这里我想指出，科研工作不是刘继峰老师的全部「贡献」，除了我自己作为学生曾经从刘老师的教诲中学习到很多，刘继峰老师还担任中国科学院大学天文学院的副院长，让许许多多的年轻人的天文研究生涯可以有一个好的开始，这当然也是非常值得致以敬意的。