2016年,Einstein@Home的志愿者从Fermi卫星过去五年多时间里获得伽玛射线数据中,确认出了17个伽玛射线脉冲星,其中13个是此前未被确认出来的新的伽马射线脉冲星。 与Buso类似的是,Einstein@Home的志愿者在发现新的脉冲星之后,也将相关数据交给了职业科学家处理。Colin J. Clark 在得到数据之后,先给出完整的分析[7],然后又发现其中的两颗——PSR J1035−6720与PSR J1744−7619——是此前从未被发现的不发射“射电(无线电)”信号、只发射伽玛射线的年老脉冲星[2]。这些年老脉冲星只需要几毫秒(1毫秒等于1千分之1秒)就可以绕自己旋转一周(作为对比,地球要24小时才可以绕自己旋转一周)。它们因此被称为“射电宁静伽玛射线毫秒脉冲星”。
Clark等人用更敏锐的方法做了进一步分析,探测到了其中一颗脉冲星发出的微弱射电辐射,而另一颗依然没有探测到射电辐射。此前已经观测到很多射电宁静的慢脉冲星(年轻脉冲星),但从未发现射电宁静的毫秒脉冲星(年老脉冲星),这次的研究实现了这方面零的突破。未来,这些方法可以用来搜寻其他射电宁静毫秒脉冲星[8]。
Clark和Einstein@Home合作取得的成功,以封面故事的形式,发表在了2018年2月28日出版的《科学进展》上。杂志的封面图描绘的是脉冲星吞食伴星物质、发出辐射的艺术想象图。图片来源:NASA | Dana Berry/Skyworks
这也不是Einstein@Home的业余参与者第一次搞出大新闻了。早在2008年,信息技术工程师Chris Colvin、Helen Colvin 与系统分析师Daniel Gebhardtzai 使用Einstein@Home,在阿雷西博望远镜2017年2月的数据中就发现了一个奇特的脉冲星。职业天文学家们分析后,发现这个脉冲星来自一个被拆散的双星系统,相关的成果发表在2010年的一期《科学》(Science)杂志[9]。
至今为止,以Einstein@Home为基础的论文共有23篇。 业余天文学家如何做出公认的成果?
业余天文学家中不乏杰出人才,甚至是大师。著名的天文学大师、天王星的发现者威廉·赫歇尔就曾经是一个业余天文学家。曾经有一段时间,每年发现的超新星中有一半以上是业余天文爱好者发现的。即使在职业天文学家启动大规模超新星巡天,发现了大部分超新星的近几年,依然有一些超新星是业余天文学家发现的。Buso就是其中最幸运的几个之一。
然而,即便是Buso这样幸运儿,只靠自己,也很难做出真正的科学成就。上面的两项研究都是业余天文学家和职业天文学家密切合作的成果。这样的案例,对于我们思考“业余天文学家如何如何做出公认的成果”这个问题是富有启发意义的。
首先,科学研究本身虽然不区分身份,只看重研究者的研究方法、研究结果和评审方式。不过,研究过程中,一定要遵循科学精神、践行科学的研究方法,获得的结果也需经过同行的评审后,才有望成为真正的科研成果。
其次,提高自身的水平,也是与职业科学家合作、赢得科学共同体认可的基本要素。即使是天文学这样一个好像拿着望远镜就可以获得成功的学科,接受专业的训练也是获得成果的基础。掌握重要的观测技巧、学会数据处理的方法,都是一个业余爱好者通向成功的重要途径。只有尽可能掌握专业人员所拥有的技能,才可以有效地缩小与专业人员之间的差距,进而与他们“平起平坐”。
第三,业余科学家的一些发现,也常常需要职业科学家进行深入发掘。以Buso为例,他获得了早期的数据,但却是职业科学家凭借理论方面的功底,将其解释为“激波突破辐射”,这才显现出了这个发现的重要意义。反过来,职业科学家不以出身论英雄,尊重科学自身,主动邀请业余爱好者(如Einstein@Home的负责人们和邀请Buso合作的那些职业天文学家们)合作,也是获得一些重要成果的关键性因素。在论文[1]的研究过程中负责提供晚期数据的小组的负责人Alex Filippenko教授在评价那项合作时说:“这是业余天文学家与职业天文学家合作的一个杰出的例子。(This is an outstanding example of a partnership between amateur and professional astronomers.)”[10]
不论如何,在天文学这门最古老的学科里,业余爱好者还有很多机会。但是,遵循科学精神、采用正确方法、提高专业技能、与职业天文学家的交流与合作,对于业余天文学家(以及其他学科的业余科学家)而言,才是做出真正科研成果的捷径。最后需要再次强调:无论是职业科学家还是业余科学家,他们的每一项科学研究,最终都要经过同行的评判,获得认可,才算是真正的科研成果。 致谢
本文作者感谢论文[1]作者之一的W. Zheng(郑伟康)博士提供论文[1]的合作小组合作过程的部分信息。 参考文献:
Bersten, M. C., Folatelli, G., García, F., et al. 2018, Nature, 554, 497
Clark, C. J. , Pletsch, H. J., Wu, J., et al. 2018, Sci. Adv. 4, 7228