钱永忠教授为我校师生做“校庆60周年系列报告”《我们的太阳系:是什么引发了它的形成?》

发稿时间:2018-09-28浏览次数:20

2018年9月18日,应中国科学技术大学天文与空间科学学院、物理学院邀请,美国明尼苏达大学物理与天文系教授、中国科大少年班85级校友,钱永忠教授来访中国科学技术大学,并在东区水上报告厅为全校师生做了一场以“我们的太阳系:是什么引发了它的形成?”为题的学术报告。本次报告作为物理学院“60周年校庆系列报告”之一,面向全校师生,主要讲述了对太阳系形成研究方面的最新进展。本次报告由天文与空间科学学院吴雪峰副院长主持。
钱永忠教授介绍,大约46亿年前,某个事件扰动了一团气体和尘埃,使之发生引力塌缩,进而导致了太阳系的形成。一个假设是:附近的一颗恒星在其演化终结时爆炸产生的超新星是“罪魁祸首”。钱永忠教授与其合作者研究了关于放射性核的陨石数据和以前基于这些数据的工作,发现它们对这个假设尚无定论。根据最近关于超新星及其影响恒星形成的模型,钱永忠教授阐述了如何利用这些结果为研究太阳系的形成开辟新的方向。
钱永忠教授描述了在太阳系诞生之前,许多代的恒星如何通过核反应制造对应于元素周期表的各种原子核并在演化终结时把这些核贡献给形成太阳系的星云。这些贡献者中的最后一个很可能是颗初始质量不超过太阳12倍的低质量超新星,并且它爆炸产生的冲击波还可能触发了太阳系的形成。任何超新星在爆发时会产生一些放射性核,其中有的寿命仅为几千万年甚至更短。虽然这些放射性核早已消失,但它们的衰变产物仍然可以在陨石中找到。陨石分析表明,在早期太阳系中有十来种短寿命核,而它们的含量为寻找最后贡献的超新星提供了最好的线索。铍-10具有四个质子和六个中子,它的寿命只有二百万年。长期以来,研究者认为陨石中的铍-10只能由宇宙射线产生,但钱永忠教授的团队发现,铍-10很容易在超新星爆发过程中由中微子轰击星体内部的碳核形成,并且它相对于其它短寿命核的产量对超新星的初始质量非常敏感。综合现有的陨石数据,低质量超新星是铍-10、钙-41、钯-107等短寿命核的最佳来源。而要真正确认低质量超新星的触发假说,还需要更多的研究,包括太阳系形成的环境以及超新星物质的注入。但有理由相信,我们太阳系的诞生建立在诸多恒星死亡的基础上,并且有颗附近的超新星在太阳系诞生前夕爆发,从而提供了一些在陨石中找到的短寿命核。
报告人简介:
钱永忠,1985年考入中国科学技术大学少年班,1989年通过中美联合招考物理研究生项目(CUSPEA)进美国加州大学圣迭戈分校物理系,1993年获得博士学位。现为美国明尼苏达大学物理与天文系教授,博士生导师,美国物理学会会士,中国教育部长江学者。2000-2004年获美国能源部杰出青年研究者奖,2004-2006年获美国明尼苏达大学麦克奈特校长特选教员奖,2012-2013年获国家自然科学基金委员会海外及港澳学者合作研究基金,2013-2014年获国家外国专家局“重点引进专家”称号。现为国际期刊《原子核与粒子科学年度评论》、《物理评论C》和《中国科学:物理学 力学 天文学》编委会成员。迄今发表SCI论文100余篇,被引用5000多次,其中13篇论文单篇引用超过100次,H因子为40。
钱永忠教授主要从事原子核天体物理领域的研究,在重元素合成,超新星爆发,中微子与原子核相互作用以及中微子振荡等方面都做出了重要贡献。由于他对理论原子核天体物理的贡献,包括对通过快速俘获中子过程制造重元素的研究,以及对超新星内中微子集体振荡的理论研究,于2008年被选为美国物理学会会士。