編自：賀飛（北京大學(xué)）《諾獎(jiǎng)人物小傳 | X射線(xiàn)天文學(xué)開(kāi)創(chuàng)者里卡爾多·賈科尼》 作為當(dāng)代最具魅力和影響力的天體物理學(xué)家之一，意大利裔美國(guó)天文學(xué)家里卡爾多·賈科尼，在過(guò)去的50年里他幾乎指導(dǎo)了人類(lèi)迄今的主要空間和地面設(shè)施的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行。2002年他因“對(duì)天體物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)，導(dǎo)致了宇宙X射線(xiàn)源的發(fā)現(xiàn)”而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
賈科尼（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
里卡爾多·賈科尼（Riccardo Giacconi），1931年10月6日出生于意大利熱那亞(Genoa)，先后在意大利米蘭大學(xué)獲得學(xué)士、碩士學(xué)位，1954年在該校獲得物理學(xué)博士學(xué)位，博士論文方向是宇宙射線(xiàn)探測(cè)。
1956年，賈科尼移居美國(guó)。他到新澤西州的普林斯頓大學(xué)，成為那里的研究助理。1959年，賈科尼加入位于馬薩諸塞州劍橋的MIT的一家太空創(chuàng)業(yè)公司“美國(guó)科學(xué)與工程學(xué)公司”。在這家公司，他與MIT物理學(xué)家布魯諾·羅西(Bruno Rossi)和其他 科學(xué)家一道，從事X射線(xiàn)天文學(xué)的相關(guān)研究，進(jìn)行了一系列關(guān)于從空間探測(cè)X射線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。
雖然 X射線(xiàn)的探測(cè)始于20世紀(jì)40年代，但是成為一門(mén)學(xué)科，則是人造地球衛(wèi)星上天以后的事。由于地球大氣層對(duì)于X射線(xiàn)是不透明的，x射線(xiàn)天文學(xué)特別具有挑戰(zhàn)性，只能在高空或者大氣層以外觀測(cè)天體的X射線(xiàn)輻射，因此空間天文衛(wèi)星是X射線(xiàn)天文學(xué)的主要工具。而早期的觀測(cè)工作集中于對(duì)太陽(yáng)的研究，科學(xué)家第一次進(jìn)行x射線(xiàn)觀測(cè)是短暫的，觀測(cè)器或者在幾分鐘的火箭飛行中進(jìn)行，或者可能在平流層的氣球中停留幾個(gè)小時(shí)。
當(dāng)時(shí)，賈科尼與在美國(guó)工作的意大利天文學(xué)家羅西（B. Rossi）一道提出太陽(yáng)輻射照射在月球表面可以激發(fā)X射線(xiàn)熒光。1962年，賈科尼在新墨西哥州的美國(guó)白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)，策劃了一次歷史性的火箭飛行，一枚Aerobee火箭攜帶3個(gè)蓋革計(jì)數(shù)器發(fā)射升空，利用其自身的旋轉(zhuǎn)在X射線(xiàn)波段進(jìn)行掃描，結(jié)果沒(méi)有探測(cè)到月亮的X射線(xiàn)熒光，卻意外地在天蝎座發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)宇宙X射線(xiàn)源——天蝎座X-1（SCOX-1）。后來(lái)發(fā)現(xiàn)它是一顆中子星，正在從一個(gè)低質(zhì)量恒星伴星吸積物質(zhì)。該小組還探測(cè)到了一個(gè)普遍存在的天體X射線(xiàn)背景。這是一個(gè)漫反射各向同性（diffuse isotropic）X射線(xiàn)背景。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是X射線(xiàn)天文學(xué)的開(kāi)端,自此，研究這種擴(kuò)散發(fā)射的性質(zhì)成為賈科尼畢生的科學(xué)目標(biāo)之一，直接導(dǎo)致了賈科尼向NASA提出X射線(xiàn)天文臺(tái)戰(zhàn)略計(jì)劃。
賈科尼領(lǐng)導(dǎo)了美國(guó)的探險(xiǎn)者42號(hào)衛(wèi)星，即Uhuru（“自由”的意思）衛(wèi)星。該衛(wèi)星是美國(guó)航天局小型天文衛(wèi)星1，于1970年12月12日發(fā)射升空。Uhuru對(duì)整個(gè)天空進(jìn)行了第一次X射線(xiàn)測(cè)量，它在軌道上停留了兩年多，發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)X射線(xiàn)源和脈動(dòng)X射線(xiàn)雙星中黑洞的第一個(gè)證據(jù)。1971年，賈科尼和同事利用Uhuru衛(wèi)星觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn)半人馬座X-3的X射線(xiàn)輻射具有周期性脈沖，是一顆X射線(xiàn)雙星。結(jié)果在雙星中發(fā)現(xiàn)了聚積的中子星和黑洞源、超新星殘骸的X射線(xiàn)發(fā)射以及活躍的星系核和星團(tuán)中的熱暈。
1973年，賈科尼和他的小組搬到了哈佛-史密森天體物理中心。賈科尼擔(dān)任高能天體物理部主任（1973-1981年），負(fù)責(zé)愛(ài)因斯坦天文臺(tái)的概念、制造和設(shè)計(jì)，為愛(ài)因斯坦天文臺(tái)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化準(zhǔn)備軟件和硬件，以及負(fù)責(zé)建立和實(shí)施訪(fǎng)問(wèn)天文學(xué)家計(jì)劃。在這里賈科尼領(lǐng)導(dǎo)研制了世界上第一顆能成像的X射線(xiàn)天文衛(wèi)星——愛(ài)因斯坦衛(wèi)星。這項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)到了宇宙中幾乎所有類(lèi)型物體的X射線(xiàn)，將X射線(xiàn)天文學(xué)推向了新的高度，奠定了這項(xiàng)技術(shù)成為天文學(xué)一個(gè)重要分支。他還是掠射式X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的提出者和錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)的倡導(dǎo)者之一。 X
賈科尼和他的終身合作者、史密森學(xué)會(huì)的塔南鮑姆（Harvey Tananbaum）基于拍攝“高分辨率的x射線(xiàn)源圖像和光譜” 的目標(biāo)，提出了一個(gè)更強(qiáng)大的天文臺(tái)——錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)，被稱(chēng)為先進(jìn)的x射線(xiàn)天體物理學(xué)設(shè)備，它也就是后來(lái)于1999年7月在哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)上發(fā)射的錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)。賈科尼一直認(rèn)為，X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的角度分辨率是實(shí)現(xiàn)廣泛科學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵，尤其是在大量單個(gè)光源中分辨X射線(xiàn)背景，并區(qū)分與遙遠(yuǎn)星系團(tuán)相關(guān)的擴(kuò)展光環(huán)。他設(shè)想并提出的錢(qián)德拉深場(chǎng)調(diào)查(Chandra Deep Field Survey)研究，是一個(gè)非常長(zhǎng)的X射線(xiàn)曝光在天空中的一個(gè)區(qū)域。由于有了錢(qián)德拉，物理學(xué)家們知道了這個(gè)X射線(xiàn)背景主要是由于質(zhì)量高達(dá)太陽(yáng)10億倍的巨大黑洞吞沒(méi)了氣體云和恒星。
在實(shí)施錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)計(jì)劃過(guò)程中，因削減預(yù)算，錢(qián)德拉的主鏡數(shù)目由計(jì)劃的12個(gè)減為4個(gè)，終端設(shè)備也減掉2臺(tái)，軌道改為橢圓形，最遠(yuǎn)距離達(dá)到地月距離的三分之一（目的是避開(kāi)地球輻射帶的影響，不過(guò)，一旦發(fā)生故障，將無(wú)法用航天飛機(jī)對(duì)其進(jìn)行維修）。該望遠(yuǎn)鏡以諾獎(jiǎng)得主、天體物理學(xué)家錢(qián)德拉塞卡命名為“錢(qián)德拉”。
錢(qián)德拉于1999年7月23日從哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)的有效載荷艙內(nèi)發(fā)射，這是航天飛機(jī)有史以來(lái)發(fā)射的最大的衛(wèi)星。就在哥倫比亞號(hào)到達(dá)太空的8個(gè)小時(shí)后，錢(qián)德拉離開(kāi)了航天飛機(jī)的遮蔽處，用火箭飛離?？刂迫藛T在接下來(lái)的幾天里對(duì)錢(qián)德拉的軌道做了一些調(diào)整，當(dāng)最后定軌的時(shí)候，錢(qián)德拉是在一個(gè)環(huán)繞地球的橢圓形軌道上，從大約9,940英里(1.6萬(wàn)公里)到82,650英里(13.3萬(wàn)公里)。在天頂，錢(qián)德拉距離地球到月球的距離約為三分之一。這使得它可以觀察長(zhǎng)達(dá)52個(gè)小時(shí)，直到失去目標(biāo)。 哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)（左）和錢(qián)德拉x射線(xiàn)天文臺(tái)（右）
利用錢(qián)德拉在早期的X射線(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，他們提出了一套全新的現(xiàn)象：在某些情況下，天體產(chǎn)生的能量比可見(jiàn)光所能觀測(cè)到的要多。這些發(fā)現(xiàn)鞏固了目前對(duì)雙星、星系和中心巨大黑洞以及整個(gè)宇宙演化的理解。錢(qián)德拉x射線(xiàn)天文臺(tái)用來(lái)觀察黑洞、類(lèi)星體、超新星等宇宙中的高能量來(lái)源，展示了人類(lèi)肉眼看不到的宇宙的一面。
1999年8月中旬，錢(qián)德拉第一次將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太空。它的第一張照片是仙后座A，是一顆恒星的殘骸，在1572年由第谷·布瑞爾所見(jiàn)證的一顆超新星爆炸。錢(qián)德拉早期的另一個(gè)目標(biāo)是蟹狀星云，第一次顯示了在星云中心圍繞脈沖星的圓環(huán)。在服役十多年后，錢(qián)德拉天文臺(tái)幫助科學(xué)家們了解了宇宙運(yùn)行，觀察到星系碰撞、黑洞與宇宙的颶風(fēng)、超新星在爆炸后內(nèi)部翻轉(zhuǎn)等。如今，錢(qián)德拉望遠(yuǎn)鏡與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和康普頓伽馬射線(xiàn)天文臺(tái)一起成為NASA大型天文臺(tái)，成為該機(jī)構(gòu)的公關(guān)工具。 仙后座A（左）和蟹狀星云（右）
1981年，賈科尼成為馬里蘭州巴爾的摩約翰霍普金斯大學(xué)空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（STScl）的首任所長(zhǎng)，負(fù)責(zé)運(yùn)行美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，直至1993年。在這里他沿用了原來(lái)來(lái)的管理風(fēng)格，帶領(lǐng)STScl成為世界上最重要的天文學(xué)中心之一。
1982-1997年期間，賈科尼在約翰·霍普金斯大學(xué)擔(dān)任天文和物理學(xué)教授。1999年，賈科尼成為美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)的臺(tái)長(zhǎng)及聯(lián)合大學(xué)公司的主席。其間的1992年，他在德國(guó)Garching擔(dān)任歐洲南方天文臺(tái)（ESO）總干事，負(fù)責(zé)在智利開(kāi)發(fā)出了非常成功的超大望遠(yuǎn)鏡，并參與了革命性的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）的早期開(kāi)發(fā)。1999年，賈科尼成為美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)的臺(tái)長(zhǎng)及美國(guó)聯(lián)合大學(xué)集團(tuán)（Associated Universitys，Inc.）總裁。在其五年任期內(nèi)，他繼續(xù)監(jiān)管ALMA和其他主要美國(guó)射電望遠(yuǎn)鏡，幫助建造了阿塔卡馬大毫米陣列（Atacama Large Millimeter Array ，ALMA）。2004年，賈科尼回到約翰霍普金斯大學(xué)，繼續(xù)致力于他自認(rèn)為的最佳研究，設(shè)計(jì)一個(gè)光學(xué)X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡，優(yōu)化項(xiàng)目廣泛和深入的調(diào)查。但令他失望的是，這個(gè)項(xiàng)目從來(lái)沒(méi)有得到任何資助。
在同事眼里，大家都認(rèn)為賈科尼有卓識(shí)遠(yuǎn)見(jiàn)、不屈不撓的精神和創(chuàng)造力。他聘請(qǐng)?jiān)S多有獨(dú)立思想的同事一道工作，并鼓勵(lì)同事們挑戰(zhàn)他，補(bǔ)充他的知識(shí)。在賈科尼看來(lái)，這樣可以直截了當(dāng)?shù)靥岢鲇袪?zhēng)議的觀點(diǎn)，帶來(lái)他欣賞的激烈討論。賈科尼認(rèn)為這種“殘酷的智力對(duì)抗”是推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵，通過(guò)這種討論，大家相互信任，共享信息。賈科尼還經(jīng)常鼓勵(lì)年輕合作者，在處理科學(xué)問(wèn)題時(shí)，不帶偏見(jiàn)或預(yù)先設(shè)定期望，建議他們要“傾聽(tīng)自然”，不要信任那些“認(rèn)為自己比自然更了解自然”的人。
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