重建阿雷西博天文台:一位科学家对倡导和研究的反思

2020年12月16日下午5:07
巨大的阿雷西博射电望远镜的平台内,它曾经是世界上最大的射电望远镜。阿雷西博天文台/Paulo Friere
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2020年12月1日,距离地面500多英尺的阿雷西博天文台(AO)的大部分仪器的900吨平台倒塌了。各行各业的人,老老少,科学家和非科学家,对他们来说,这台标志性的望远镜意义重大,已经看了镜头难以置信的崩溃。坍塌后不久,学生、科学家和公众开始了一场重建AO的运动这并不奇怪,因为这个天文台一直是制造的关键突破性的发现在天文学、行星科学和大气科学领域,最重要的是,它有深远的公共宣传和科学教育项目,激励了波多黎各和美国各年龄段的数百名学生追求科学和工程事业。

在2000年中期,当国家科学基金会宣布他们将减少对AO的资助时,来自世界各地的许多科学家加入了一场抗议宣传科学的公众运动这个独特的天文台。当时,我们只是参与宣传运动的少数波多黎各科学家。今天,有许多波多黎各理科生和科学家积极参与重建AO运动。这种支持显示了天文台和科学游客中心教育项目的影响力。的现代中心该公司成立于1997年,平均每天有300多名游客(其中许多是学龄儿童),雇用数十名大学生做导游,并提供越来越多的导游服务教育及研究计划波多黎各教师和学生。这些激励了新一代(人数多得多的)年轻人波多黎各学生在广泛的科学和工程领域攻读学位.此外,AO是一个自豪之源在大众的眼里,也是一个主要旅游目的地在岛上。一个新的天文台不仅应该追求尖端的科学研究,同时尊重环境和周围社区,还应该成为波多黎各和加勒比地区STEM教育和推广的中心。

普遍的误解是,AO已经过了黄金时期,正在进行陈腐和不重要的研究,这与事实相去甚远。在其57年的生命中,由于两次重大升级和一系列新仪器,AO一直处于天文学、行星和大气研究的前沿。望远镜的倒塌带来了重建一个新的增强天文台的机会,它将继续进行开创性的科学研究,并在未来几十年激励学生和公众。


接下来,《仰望天空:从波多黎各到耶鲁再回来》原写于索菲亚·阿拉塞利Sánchez-Maes由Ciencia Puerto Rico发布。Ciencia Puerto Rico参与了这项运动重建阿雷西博天文台.你可以继续关注竞选活动脸谱网而且推特

当天体物理学家Héctor Arce博士在2015年10月回到波多黎各的家时,是为了带一些耶鲁天文学的学生来阿雷西博天文台它是当时世界上最大的单碟射电望远镜。对于耶鲁大学天体物理学教授Héctor来说,对恒星的热情始于家中。Héctor年轻的时候,他的祖父常常自己建造望远镜。“我还留着它们,”Héctor说。和祖父一起透过望远镜的镜头,为年轻人打开了一个充满可能性的宇宙Héctor。

Héctor Arce在西班牙皮科维拉塔的IRAM 30m望远镜旁,当时他还是一名研究生

作为一名敬业的业余天文学家,Héctor的祖父花了无数个夜晚用肉眼观察天空,并掌握了可以让他获得更详细视图的仪器。与祖父分享这个爱好激发了Héctor的兴趣和好奇心——他想知道恒星是如何形成的,为什么天体会有这样的行为。幸运的是,他的祖父是一位物理学家,可以帮助他理解他所看到的背后的科学。因此,尽管Héctor的许多理科优秀的同学都默认学习工程学或医学,但Héctor很幸运,在年轻时就发现,主修天文学可以帮助他回答关于宇宙的无数问题。他说:“那里有一个我可以仰视的人,他知道天文学的存在……这对我很有帮助。”

Héctor还记得他第一次参观阿雷西博射电望远镜,这台仪器催化了他的科学之旅,并使他的每一步都能进行探索。他在高三的时候去旅行。“现在他们有了这么好的游客中心他若有所思地说,但当他第一次来的时候,“你只能在山顶上看到望远镜。从那么高的地方看到它仍然令人印象深刻。”尽管他在去康奈尔大学之前只来过一两次,但他记得仅仅是这里的存在就给了他灵感。“我知道这是一个可能的天文学家的就业来源;这影响了我的决定。”

Héctor虽然仍然对天文学感兴趣,但他决定主修物理学,以保持自己的选择余地,但他发现,“天文学家……比物理学家要好得多。”Martha Haynes博士,谁教Héctor的第一堂天文学课,成为他的本科研究顾问。说西班牙语的前阿雷西博(Arecibo)主任里卡多·吉奥瓦内利(Ricardo Giovanelli)博士是康奈尔大学的另一位导师。他们都影响了他对天文学的兴趣。在他出席的时候,康奈尔管理国家天文和电离层中心(NAIC),其中包括阿雷西博天文台。在他的本科时代,Héctor前往阿雷西博进行研究。这段经历影响了他成为一名射电天文学家的决定,并在著名的哈佛大学完成了博士学位哈佛-史密森天体物理中心在阿丽莎·古德曼博士的指导下,他致力于了解恒星之间的空间以及恒星是如何形成的。“正是与阿雷西博的联系让我进入了射电天文学,”他说。“我非常有兴趣回到波多黎各,在天文台和波多黎各大学之间建立更紧密的关系,这样其他人就可以从我拥有的惊人的学习机会中受益。”

Héctor Arce在哈莱姆弗雷德里克道格拉斯学院的屋顶上建造了一个小型射电望远镜,当时他是NSF的博士后研究员

Héctor的路径是唯一的;今天的天文学家倾向于关注研究的对象,而不是研究的方法。但是Héctor Arce是一名射电天文学家,而且一直都想成为。Héctor若有所思地说:“我认为现在已经不使用这个词了。”“通常情况下,现在人们不会说‘你是光学天文学家’或‘你是射电天文学家’或其他什么。你调查主题,调查现象。但有些现象用无线电或光学信号更容易观察到。在恒星形成过程中,你看到的是模糊的区域,所以可见光不是最好的信号。所以我专注于长波长的电磁信号,从红外线到无线电波Héctor的路径首先受到阿雷西博望远镜的影响,然后指向它可以阐明的现象。“现在我在研究恒星外流,”他说,即新形成的恒星释放出的气体流。研究外流有助于我们了解恒星是如何形成的,以及它们如何以物理和化学的方式影响它们诞生的气体云。

完成博士学位后,Héctor在加州理工学院攻读博士后欧文斯谷无线电天文台毫米阵列当时的导演是安妮拉·萨金特(Anneila Sargent)。“所以,在我的一生中,”Héctor说,“我所有的天文学顾问都是女性,从本科生到博士后,这很罕见。”他通过国家科学基金会天文学和天体物理学博士后奖学金选择了他的第二个博士后,因为它要求有时花在教育和推广上,这对他来说非常重要。“我的博士后是在纽约市的美国自然历史博物馆他回忆道。在那里,他参与了博物馆教育部门的几个项目,在哈莱姆区的一所学校安装了一台射电望远镜,并向高中生教授天体物理学和计算机编程。

在他的第二个博士后研究结束时,Héctor把目光投向了家乡。但在2005年,美国国家科学基金会宣布这是正确的考虑削减阿雷西博天文台的资金为了资助更新的望远镜。阿雷西博天文台的未来,突然看起来不太有希望。因此,Héctor没有返回波多黎各,而是接受了波多黎各大学教授的职位耶鲁大学天文系他继续与波多黎各的科学家合作,并将学生带到阿雷西博进行研究。“我一直渴望回国,”他说,“但由于岛上和波多黎各大学(UPR)的经济现实,以及个人情况,这是不可能的。”值得庆幸的是,阿雷西博天文台已经找到了资金仍然是开放的.“我继续与波多黎各保持密切联系,我与普遍定期审议和阿雷西博天文台的天文学家在几个项目上密切合作。”

Arce教授与耶鲁学生,包括Adrián Gutierrez, Osase Omoruyi和María José Maureira

目前,Héctor是几个天文学专业的研究顾问(去年他指导了三分之二的天文学毕业班!),深受学生们的喜爱。“他非常善良、聪明、尊重学生,真的很听学生的话,”前学员Osase Omoruyi说。“他是一位教授,对自己知道的和不知道的都很诚实。如果他不知道一个问题的答案,他总是让我联系可以帮助我的人。他还鼓励我花时间做研究——除了我写论文的最后一年,因为论文是评分的,”她笑着说。就像他的祖父一样,Héctor一直仰望着天空。像他的祖父一样,他在这个过程中改变了那些尊敬他的人的生活。

Héctor G. Arce是耶鲁大学天文系教授。他在哈佛大学获得天文学博士学位,在康奈尔大学获得物理学学士学位。他的研究主要集中在研究恒星是如何形成的,以及星际介质中气体和尘埃的性质。你可以在www.astro.yale.edu/hga7或推特@astroarce上了解更多关于他和他的工作。

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