個(gè)人事跡
1)獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
韓金林在銀河系磁場(chǎng)的出色工作中贏得世界贊譽(yù)和尊敬,獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。宇宙磁場(chǎng)的起源和演化是物理和天體物理學(xué)中長(zhǎng)期沒(méi)有解決的重大問(wèn)題之一。銀河系的磁場(chǎng)雖然極其微弱,但它制約著氣體動(dòng)力學(xué)過(guò)程,是影響行星、恒星、直至銀河系形成和演化的重要因素,是研究極高能宇宙線粒子性質(zhì)、起源和傳播的重要基礎(chǔ)。過(guò)去對(duì)銀河系磁場(chǎng)的測(cè)量只能到幾千光年范圍,根本無(wú)法研究銀河系幾萬(wàn)光年尺度的整體磁場(chǎng)。 新發(fā)現(xiàn)的大量脈沖星是探測(cè)銀河系大范圍磁場(chǎng)的唯一探針。歷經(jīng)十幾年努力,他用國(guó)際大射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)大量脈沖星進(jìn)行近千小時(shí)的測(cè)量,以第一手資料揭示和確定了銀河系幾萬(wàn)光年范圍內(nèi)方向和諧的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu);建立了銀盤內(nèi)太陽(yáng)附近的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)雙對(duì)稱模型。證認(rèn)出磁場(chǎng)效應(yīng)的反對(duì)稱全天分布圖,推證出銀河系暈中上、下反對(duì)稱的環(huán)向磁場(chǎng),首次給出星系尺度發(fā)電機(jī)運(yùn)行的確切證據(jù)(代表性論文2)。首次得到星際磁場(chǎng)在中大尺度上的能譜分布(代表性論文4),為磁場(chǎng)產(chǎn)生和演化的各種模擬研究提供了關(guān)鍵觀測(cè)依據(jù)。韓金林等人的研究使人們對(duì)銀河系磁場(chǎng)從局域認(rèn)知發(fā)展到整體圖像。這些天體物理基礎(chǔ)性的研究結(jié)果已經(jīng)對(duì)銀河系、宇宙磁場(chǎng)的起源和演化、宇宙微波背景輻射等多個(gè)學(xué)科前沿作出重要貢獻(xiàn),而且還為高能宇宙線起源研究提供了基本前提,從而推動(dòng)了粒子物理學(xué)的發(fā)展。 國(guó)際同行認(rèn)為其“研究結(jié)果對(duì)理解銀河系磁場(chǎng)的起源和演化顯然非常重要”。所建立的銀河系磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型目前被國(guó)際同行廣泛引用和證實(shí),被評(píng)述為“星際介質(zhì)的關(guān)鍵觀測(cè)結(jié)果”之一,“利用脈沖星最好地探測(cè)了銀河系盤的磁場(chǎng)”,成為研究星系尺度磁場(chǎng)起源理論研究的重要觀測(cè)依據(jù)。銀盤的整體磁場(chǎng)模型以及“首次給出銀暈的磁場(chǎng)及強(qiáng)度定量估計(jì)”,為研究極高能宇宙線起源和傳播提供了基本前提。國(guó)際同行有關(guān)星系尺度磁場(chǎng)、宇宙磁場(chǎng)的許多重要評(píng)述都大段多次引述有關(guān)研究結(jié)果。銀河系磁場(chǎng)的研究結(jié)果還為高紅移天體的磁場(chǎng)和宇宙磁場(chǎng)提供了標(biāo)尺,2006年的論文已成為領(lǐng)域標(biāo)致性論文。韓金林的研究成果已進(jìn)入兩本國(guó)際經(jīng)典天文教科書和一本國(guó)際天文研究手冊(cè)。國(guó)際經(jīng)典教科書《射電天文導(dǎo)論》和《脈沖星天文學(xué)》改版時(shí)增加了兩三頁(yè)介紹有關(guān)結(jié)果,并都引用幾幅圖。綜述之一被劍橋《研究天文學(xué)家手冊(cè)》推薦為入門閱讀資料。 在十多次國(guó)際會(huì)議(包括2次國(guó)際天文學(xué)會(huì)最高級(jí)別的主題編號(hào)會(huì)議IAU Symp.)上,韓金林被邀請(qǐng)做特邀報(bào)告或特邀綜述。在2008年的IAU Symp.259“宇宙磁場(chǎng):從行星到恒星和星系”會(huì)議上,韓金林被邀請(qǐng)做銀河系磁場(chǎng)的全面的特邀綜述。
2)脈沖星的研究結(jié)果得到廣泛國(guó)際承認(rèn)
脈沖星發(fā)現(xiàn)40多年來(lái),脈沖星的偏振輻射特征為長(zhǎng)期沒(méi)有解決的輻射機(jī)制難題提供了很多線索和限制。然而問(wèn)題并沒(méi)有解決。韓金林關(guān)于脈沖星研究工作主要有幾個(gè)方面: 一是申請(qǐng)使用國(guó)際大射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了大量脈沖星輻射的偏振輪廓(例Han et al. 2009; Manchester, Han & Qiao 1998; Manchetser & Han 2004),研究了散射等星際介質(zhì)傳播效應(yīng)對(duì)脈沖星偏振輪廓的影響(Li & Han 2003),并總結(jié)了脈沖星偏振輻射的規(guī)律(Han et al.1998, You & Han 2006)。二是利用偏振輻射求出的幾何和脈沖輪廓構(gòu)造了脈沖星輻射束的二維亮度分布圖(Han & Manchester 2001)。三是參與喬國(guó)俊老師領(lǐng)導(dǎo)的脈沖星輻射理論研究,共同討論并一起指導(dǎo)研究生研究脈沖星輻射區(qū)(Xu,Qiao & Han 1997; Zhang, Qiao & Han 1997; Zhang, Qiao, Lin & Han 1997; Xu, Liu, Han & Qiao 2000; Qiao, Liu, Zhang & Han 2001,Zhang, Qiao, Han et al. 2007);四是指導(dǎo)研究生對(duì)脈沖星在銀河系里運(yùn)動(dòng)和分布進(jìn)行模擬研究(Sun & Han 2004),并對(duì)脈沖星獲得的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行觀測(cè)總結(jié),探討并限制初始速度產(chǎn)生機(jī)制并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬 (Wang, Lai, Han 2006,2007)。 這些工作得到廣泛的國(guó)際承認(rèn)。脈沖星的偏振輪廓是解算脈沖星輻射區(qū)域所必須的,是脈沖星物理研究的基本素材。我們發(fā)表的觀測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛引用,還有大批資料待發(fā)表。我們關(guān)于散射效應(yīng)對(duì)偏振輪廓的影響,不僅被國(guó)際幾個(gè)小組的模擬和觀測(cè)證實(shí),還發(fā)現(xiàn)是脈沖高速采樣未分辨的偏振合成必須考慮的效應(yīng)。考慮關(guān)于脈沖星圓偏振總結(jié)的論文不僅成為理論研究常用的經(jīng)典觀測(cè)論據(jù),還被劍橋出版《脈沖星天文學(xué)》引用。利用脈沖輪廓合成的脈沖星輻射束已經(jīng)被所有綜述和劍橋的教科書《脈沖星天文學(xué)》和《研究天文學(xué)家手冊(cè)》引用。脈沖星的初始速度觀測(cè)限制的工作也已經(jīng)成為該研究方向的經(jīng)典,被所有相關(guān)研究引用。
3)在星系和星系團(tuán)研究中的影響
星系和星系團(tuán)的是宇宙結(jié)構(gòu)的基本單元。星系的形成和演化是當(dāng)代天體物理的重大前沿領(lǐng)域課題。韓金林在這方面的工作有幾個(gè)部分: 一是利用國(guó)際大射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)鄰近星系M31和NGC2997進(jìn)行了偏振觀測(cè),探測(cè)了它們的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)(Han et al. 1998,1999, Men & Han 2005);二是對(duì)旋渦星系的Tully-Fish關(guān)系(光度和旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)星系的光度、旋轉(zhuǎn)速度和星系半徑構(gòu)成基本面(Han et al. 2001);三是與吳學(xué)兵合作研究星系核和黑洞質(zhì)量(Wu & Han 2001a,b),并共同指導(dǎo)研究生研究活動(dòng)星系核的變化及Baldwin效應(yīng)(Kong et al. 2004,2006);四是指導(dǎo)研究生研究星系并合及其引力波輻射;五是合作研究星系團(tuán)的引力透鏡效應(yīng)(Wu & Han 1995),并指導(dǎo)學(xué)生從SDSS證認(rèn)出目前最大的星系團(tuán)樣本,并發(fā)現(xiàn)一批罕見(jiàn)的引力透鏡光弧(Wen et al. 2008,2009)。 這些工作有很好的國(guó)際承認(rèn)。對(duì)鄰近星系M31的背景射電源的法拉第觀測(cè)成為下一代射電望遠(yuǎn)鏡SKA觀測(cè)的初級(jí)模板。對(duì)旋渦星系Tully-Fish關(guān)系引入半徑構(gòu)成基本面不僅被理論研究證實(shí),最近還被新的樣本證實(shí)。與研究生一起精確確定的局域宇宙星系并合率為引力波背景的計(jì)算提供了一個(gè)方面非常確定的觀測(cè)限制。與研究生一起證認(rèn)的星系團(tuán)樣本將對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面產(chǎn)生重要影響。
4)提升中國(guó)的觀測(cè)能力,培養(yǎng)中國(guó)人才隊(duì)伍
利用中德馬普合作框架、由德國(guó)馬普射電天文研究所和國(guó)家天文臺(tái)共同研制的6厘米觀測(cè)系統(tǒng), 于2004年8月克服各種困難,安裝在烏魯木齊25米射電望遠(yuǎn)鏡上,建成我國(guó)射電天文界第一個(gè)在厘米波段最靈敏的全偏振系統(tǒng)。此后,它帶動(dòng)了一批課題。韓金林負(fù)責(zé)的銀道面6厘米的偏振巡天項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了6個(gè)新的HII區(qū),還發(fā)現(xiàn)了非常稀有的星際介質(zhì)法拉第屏(Sun et al. 2006, Shi et al. 2008)。項(xiàng)目組還對(duì)大角徑的超新星遺跡(例天鵝圈遺跡,HB3)進(jìn)行了觀測(cè),確定了超新星遺跡首例輻射譜偏折(S147),觀測(cè)了最暗弱的超新星遺G156和G65,等等。這些觀測(cè)均已指導(dǎo)學(xué)生完成論文在A&A上發(fā)表(見(jiàn)附錄4:國(guó)際刊物論文列表超新星遺跡部分)。該6厘米系統(tǒng)的建立使得大量的射電變?cè)矗↖DV)的觀測(cè)、射電射電復(fù)合線H110a和H2CO譜線的觀測(cè)、EVN網(wǎng)的6厘米最長(zhǎng)基線的偏振觀測(cè)等成為可能。不僅使射電天文在中國(guó)的觀測(cè)研究實(shí)實(shí)在在開(kāi)辟了新的天空,帶動(dòng)一批課題,在國(guó)際刊物發(fā)表了十多篇論文,也使中國(guó)射電天文技術(shù)水平因?yàn)楹献鞫靡院艽筇岣摺? 韓金林為中國(guó)的天文事業(yè)培養(yǎng)了3名碩士研究生和9名博士研究生畢業(yè),另外還有9名碩士博士研究生在讀。畢業(yè)的博士生成為各單位的骨干,其中博士畢業(yè)生孫曉輝在馬普射電所做一年博士后之后回團(tuán)組工作成為骨干;博士畢業(yè)生王陳還獲得中國(guó)科學(xué)院的院長(zhǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng),成為天體輻射和傳播的理論專家。目前他在國(guó)家天文臺(tái)建立的致密天體和彌漫介質(zhì)研究團(tuán)組已經(jīng)成為單位天文研究最重要的力量之一。
研究領(lǐng)域
銀河系磁場(chǎng)及結(jié)構(gòu), 脈沖星偏振觀測(cè),輻射與傳播理論,6cm銀道面巡天,星系團(tuán)和引力波,大質(zhì)量恒星形成,活動(dòng)星系核
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況
1、 脈沖星輻射(國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目) 研究?jī)?nèi)容包括脈沖星的多波段偏振觀測(cè),輻射機(jī)制,傳播效應(yīng)以及高能輻射特性等。 2、 星系與黑洞(國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體) 3、 宇宙中的結(jié)構(gòu)形成與星系演化(973子課題項(xiàng)目) 4、 銀河系磁場(chǎng)
社會(huì)任職
國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)(IAU) 成員中國(guó)天文學(xué)會(huì)理事、射電天文專業(yè)委員會(huì)主任中科院研究生院 教授北京大學(xué) 兼職教授貴州大學(xué)兼職教授
獲獎(jiǎng)及榮譽(yù)
國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
代表論著
1 The magnetic field in the disk of our Galaxy Han, JL & Qiao GJ, 1994, A&A 288, 759 2 Antisymmetric rotation measures in our Galaxy: evidence for an A0 dynamo Han, J. L.; Manchester, R. N.; Berkhuijsen, E. M.; Beck, R.,1997,A&A 322,98. 3 Circular polarization in pulsar integrated profiles Han, J. L.; Manchester, R. N.; Xu, R. X.; Qiao, G. J. 1998, MNRAS. 300, 373 (arXiv:9806021) 4 Pulsar rotation measures and the magnetic structure of our Galaxy Han, J. L.; Manchester, R. N.; Qiao, G. J. 1999,MNRAS 306, 371(arXiv:9903101) 5 The shape of pulsar radio beams Han, J. L.; Manchester, R. N. 2001, MNRAS320, L35 (arXiv:0010538) 6 Counterclockwise Magnetic Fields in the Norma Spiral Arm Han, J. L.; Manchester, R. N.; Lyne, A. G.; Qiao, G. J. 2002,ApJ,570L,17 (arXiv:0203517) 7 Milestones in the Observations of Cosmic Magnetic Fields Han, Jin-Lin; Wielebinski, Richard 2002, ChJAA2, 293(arXiv: 0209090) 8 The Spatial Energy Spectrum of Magnetic Fields in Our Galaxy Han, J. L.; Ferriere, K.; Manchester, R. N., 2004, ApJ 610, 820(arXiv:0404221) 9 Pulsar Rotation Measures and the Large-Scale Structure of the Galactic Magnetic Field Han, J. L.; Manchester, R. N.; Lyne, A. G.; Qiao, G. J.; van Straten, W.,2006,ApJ 642, 868(arXiv:0601357) 10 The magnetic structure of our Galaxy: a review of observations Han, JinLin 2009, IAUS259, 455 (arXiv:0901.1165)用國(guó)外的設(shè)備搞自己的研究
記者見(jiàn)到他時(shí),他正在打電話,雖然背對(duì)著,但是從他洪亮的聲音,高大的背影,一望便知是個(gè)爽朗的人。
韓金林,41歲,國(guó)家天文臺(tái)研究員,在973計(jì)劃“21世紀(jì)天體物理重大問(wèn)題:星系形
成與演化”項(xiàng)目中,主要負(fù)責(zé)“銀河系磁場(chǎng)”的研究。首席陳建生院士向我們介紹時(shí)對(duì)他的工作很是贊賞。
得知記者的來(lái)意,韓金林謙虛地笑笑說(shuō):“在我們這個(gè)973項(xiàng)目中,我只不過(guò)是個(gè)小兵,比我做得好的人還有很多呢!”不過(guò)能得到首席陳建生的肯定,他還是很高興的。
談起自己負(fù)責(zé)的“銀河系磁場(chǎng)”這個(gè)課題,韓金林說(shuō):“這項(xiàng)研究使人們對(duì)銀河系磁場(chǎng)從局域認(rèn)知擴(kuò)展到整體圖像,不僅認(rèn)識(shí)了銀河系和星系的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu),而且為研究極高能宇宙線起源和傳播提供了最基本的前提和基礎(chǔ)。雖然973已結(jié)題,但我們還會(huì)在這一領(lǐng)域作進(jìn)一步的研究!
聽(tīng)著韓金林研究員用很快的語(yǔ)速為我們講解著他的星系磁場(chǎng)研究?jī)?nèi)容,其極強(qiáng)的專業(yè)性很難讓人相信他竟是由無(wú)線電專業(yè)半路出家搞天文的。原先師從王綬琯院士讀博士時(shí),韓金林的主攻方向是天文儀器,但“在天文臺(tái)被熏陶的時(shí)間長(zhǎng)了,就搞起天文來(lái)了”。他憑著一股子青年的熱情,利用晚上時(shí)間自學(xué)天文知識(shí),而后成為一名活躍在前沿領(lǐng)域的優(yōu)秀天文學(xué)研究人員。韓金林常說(shuō):“我們有責(zé)任,一定要做好!”正是這種強(qiáng)烈的追求和責(zé)任感使他取得了今天的成績(jī)。
天文學(xué)是建立在觀測(cè)基礎(chǔ)上的科學(xué),而我國(guó)現(xiàn)有的觀測(cè)設(shè)備很難支持韓金林關(guān)于星系磁場(chǎng)的研究。于是“利用國(guó)外開(kāi)放的一流設(shè)備做自己的研究”成了這個(gè)課題的一大特色。
澳大利亞的帕克斯64米射電望遠(yuǎn)鏡、德國(guó)的100米射電望遠(yuǎn)鏡、美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)的甚大陣望遠(yuǎn)鏡……韓金林幾年來(lái)經(jīng)常往返于各國(guó)之間,使用這些世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)。
“國(guó)際上的大觀測(cè)設(shè)備是開(kāi)放的,但競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈,誰(shuí)的研究課題好誰(shuí)就能爭(zhēng)取到觀測(cè)時(shí)間!表n金林憑借與眾不同的思路和出色的研究計(jì)劃,爭(zhēng)取到了國(guó)際上多個(gè)大型先進(jìn)觀測(cè)設(shè)備的使用時(shí)間,僅德國(guó)的100m射電望遠(yuǎn)鏡他就用了700多個(gè)觀測(cè)小時(shí),澳大利亞的望遠(yuǎn)鏡也用了600小時(shí)。
通過(guò)國(guó)際觀測(cè)取得的大量第一手?jǐn)?shù)據(jù),韓金林在銀河系磁場(chǎng)研究方面取得了驕人的成果。國(guó)際同行認(rèn)為,他們“最好地刻畫出了銀河系的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)”,“他們的結(jié)果令人震驚”,“明顯非常重要”。國(guó)際上重要綜述文章或教科書中,只要談到法拉第效應(yīng)天圖和銀河系磁場(chǎng),一般均引用韓金林的法拉第反對(duì)稱分布圖,因?yàn)檫@種反對(duì)稱性是韓金林等人首先證認(rèn)出來(lái)并加以認(rèn)真研究的。目前,銀河系研究的成果已被推薦申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),并通過(guò)了初審。