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安德烈婭·蓋茲
來源:互聯網

安德烈婭·蓋茲(Andrea Ghez),1965年6月16日出生于美國紐約,天文學家,美國國家科學院院士,加州大學洛杉磯分校教授。

安德烈婭·蓋茲在童年曾夢想成為一名宇航員,在學生時期,她想要知道宇宙的盡頭在哪里,為了尋找答案,她決定走向科學之路。1987年,蓋茲進入麻省理工學院。在大學期間,她喜歡上天文學家的職業。蓋茲畢業后,來到加州理工學院攻讀博士學位,1992年蓋茲獲得了博士學位,后擔任美國加利福尼亞大學洛杉磯分校教授。除了進行科學研究,蓋茲致力于做科普,參與公眾演講傳播天文知識,她經常擔任紀錄片或電影的科學顧問。

2004年,《發現》雜志將蓋茲列為美國前20位在各自領域表現出高度理解力的科學家之一。2020年10月6日,蓋茲因為在銀心發現了一個超大質量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學獎,她也是第四位獲諾貝爾物理學獎的女性科學家。

人物經歷

早期經歷

蓋茲1965年生于美國紐約市,她的童年正趕上美國登月競賽勝利之時,這使得她曾夢想成為一名宇航員,開明的父母尊重了她的想法,鼓勵她去追求自己的興趣,還給她買了一架望遠鏡。從此觀星的種子在她心底萌芽了。

學生時期的蓋茲酷愛數學,除了數學題,她還想要知道宇宙的盡頭在哪里,為了尋找答案,她決定走向科學之路。在蓋茲的高中時期,支持她去研究科學,對她影響最深的是高中化學老師朱迪斯·基恩(Judith Keane),這是她學生時代遇到的唯一一位教科學課程的女老師。基恩讓蓋茲明白,在被男性主導的領域里,女性也能有所作為。

1983年,她進入麻省理工學院學習,一開始是數學專業,隨后換成了物理專業。1987年,獲得麻省理工學院物理學學士學位。大學期間,蓋茲給一位天文學家“打工”,當她意識到宇宙深空中發出X射線的神秘天體可能是黑洞時,她為之著迷,并喜歡上了天文學家的職業。蓋茲畢業后,來到加州理工學院攻讀博士學位,她加入了一個正在開發一種基于紅外線的散斑成像技術的小組,并負責編寫圖像分析軟件,使設備擁有盡可能高的分辨率。可惜最初的嘗試并不成功,她的博士論文只好轉向了銀河系的新生恒星。1992年蓋茲獲得了博士學位,隨后擔任加州大學洛杉磯分校教授。

學術研究

蓋茲研究生涯早期主要集中在恒星形成的問題上。蓋茲利用自己之前在散斑成像上積累的經驗,對金牛座T進行了觀測,她發現了這一區域內許多嬰兒時期恒星,它們以雙星的形式存在,如此年輕又靠得很近,意味著雙星系統可能就是成對形成的,這對天文學家尋找太陽系外行星有重要影響。

在20世紀90年代,蓋茲領導的團隊加入了對Sgr A的研究。他們通過觀察周圍恒星的運動軌跡和周期來推算中心天體的質量,尤其是離中心最近的天體將決定中心物質的質量上限。從1995年開始,蓋茲和她的團隊開始追蹤Sgr A周圍的天體。1998年,蓋茲團隊比較了凱克望遠鏡對Sgr A*區域散斑成像后的數據,中心區域精度提高了4倍,當時他們計算銀河系中心的黑洞為260萬倍太陽質量。為了觀察恒星靠近或遠離地球的運動,即徑向速度,天文學家會觀察恒星光譜波長的變化來計算。這需要測量大量光線,尤其是對較暗的恒星。因此,蓋茲等人一起開發了適用于凱克望遠鏡的自適應光學(Adaptive optics,AO)系統。

2002年,蓋茲團隊結合散斑成像和AO計算得到了Sgr A*周圍一顆恒星的完整軌道,這顆恒星被他們命名為S2(S0-2也被稱作S2。S0代表Sgr A*半徑一角秒內的天體,2代表距離中心第二近的恒星)。S0-2軌道周期只有不到16年,速度高達每秒5000千米,最接近中心時的距離只有120個天文單位,不到冥王星太陽距離的兩倍。理論計算表明,Sgr A*約400萬倍太陽質量。在如此之小的范圍內存在如此巨大的質量,蓋茲認為這是黑洞存在的證明。

與宿敵競爭

蓋茲在她的研究道路上一直有一個“宿敵”,那就是德國天文學家萊因哈德·根澤爾。根澤爾是蓋茲的前輩,他從1992年開始使用歐洲南方天文臺位于智利的新技術望遠鏡追蹤恒星S0-2,比蓋茲團隊稍早幾個月得到了軌道周期數據。2005年,蓋茲團隊首次拍攝了激光引導AO銀心照片。而根澤爾團隊于2008年率先獲得了S2軌道的完整觀測數據,完美符合理論預測。

2012年,蓋茲團隊發現了一顆比S2更靠近中心的恒星S0-102(也被稱為S55),它的軌道周期僅為11.5年。這顆星的發現對天文學家希望了解極端條件下的天體物理過程起到了重要作用,尤其是通過引力紅移檢驗廣義相對論。2018年5月,當S0-2經過距離黑洞最近的點時,根澤爾團隊對其光譜引力紅移進行了精準測量,發現符合廣義相對論預言,這也是首次在超大質量黑洞附近成功驗證廣義相對論。蓋茲團隊不甘示弱,在2019年發表了更全面的測試結果。

2020年,蓋茲和根澤爾一同獲得2020年諾貝爾獎物理學獎,在頒獎過后的新聞發布會后的采訪中,蓋茲曾表示,“沒有什么比競賽更能讓人前進”。

個人生活

除了進行科學研究,蓋茲致力于做科普,參與公眾演講傳播天文知識,她經常擔任紀錄片或電影的科學顧問,著名科幻電影《星際穿越》幕后就有她的工作。

蓋茲自己以身作則,她早在博士期間要求去教本科生的物理課程,就是為了向學生展示女孩也可以學好物理。她認為,想要鼓勵更多的女孩以及年輕女性投入到科學事業中,最重要的事情就是向她們展示沒有不可能,向她們展示這些領域里有女性。

蓋茲的丈夫是湯姆·拉圖雷特(Tom LaTourrette),他同樣畢業于加州理工學院,是蘭德公司的地質學家兼研究科學家。他和蓋茲有兩個兒子。蓋茨酷愛游泳,是UCLA布魯因大師游泳俱樂部(BruinMasters Swim Club)的創始者之一。該俱樂部成立于1995年,最初包括她與丈夫在內只有10名會員。蓋茨本人是加利福尼亞州著名的大師級游泳選手。

學術貢獻

蓋茲研究了恒星形成區域和銀心被稱為人馬座A*的超大質量黑洞。在研究中,她還帶領團隊開發了適用凱克望遠鏡自適應光學(Adaptive optics,AO)系統。

榮譽獎項

人物影響

2004年,《發現》雜志將其列為美國前20位在各自領域表現出高度理解力的科學家之一。

2020年,她被授予諾貝爾物理學獎,她是第四位獲得諾貝爾物理學獎的女性,也是首位獲得諾貝爾獎的女天文學家。

人物評價

蓋茲自己常常以身作則,她早在博士期間就要求去教本科生的物理課程,就是為了向學生展示女孩也可以學好物理。——(澎湃新聞評)

對蓋茲來說,激勵女性投身到科學領域是她的使命。——(中國科學院國家天文臺評)

天文學家要有極大的耐心和毅力,而作為女性工作者,她們還要具有極強的韌性和開拓精神,以對抗男性群體的主導地位和世俗的偏見。也正因為如同蓋茲這樣的女性的努力與成就,才有越來越多的女性投身于偉大的天文學事業。——-(未讀評)

參考資料 >

諾獎史上首位女天文學家,給女孩樹立榜樣,她做到了.澎湃新聞.2023-09-01

2020年諾貝爾獎中的女性之光.中國婦女網.2023-09-01

三名科學家分享2020年諾貝爾物理學獎.新華網.2023-09-01

首次兩位女科學家包攬諾貝爾化學獎,盤點那些被諾獎加冕過的女性.澎湃新聞.2023-09-07

親爹得過“準諾獎”,伯父是畢加索好友丨這只是他學霸家族的冰山一角.澎湃新聞.2023-09-01

諾獎得主也是大師級游泳選手.微信公眾平臺.2023-09-02

黑洞和銀河系最“黑暗”的秘密|諾貝爾物理學獎公布.微信公眾平臺.2023-09-02

UCLA astronomer Andrea Ghez named MacArthur Fellow.UCLA.2023-09-01

APS Fellow Archive.ucla.2023-09-01

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