图1 位于南京市鼓楼区南秀村的原天文系旧址
从1952年南京大学创建天文系,历经1955年数学天文系合并、1962年恢复设系,至2011年成立天文与空间科学学院,一个多世纪的办学历程中,南大天文从未停下科教兴国、人才强国的脚步,跨越七秩风雨辉煌路。从典雅鼓楼东迁灵动仙林,一代代南大天文人用弘毅厚德之风骨涵养精神气质,用敢为人先之气魄书写青春华章,用百折不回之真心诠释责任担当,为我国天文事业和高等教育事业的发展铸就了世纪荣光。
图2 2011年10月16日南京大学天文与空间科学学院成立
唯实求真、向善臻美的南大天文,在教学、科研和社会服务等领域保持良好的发展势态,创造并保持了中国天文学界的多个第一和唯一:国内唯一的天文学一级重点学科和“天体物理”与“天体测量与天体力学”两个国家二级重点学科、天文学唯一的“现代天文与天体物理”教育部重点实验室和第一个国家天文学基础研究和教学人才培养基地、天文领域第一个国家自然科学基金委创新研究群体单位、天文学专业首批国家一流本科专业建设点。
木铎金声,树蕙滋兰
南大天文严谨治学,以雄厚的师资力量、浓厚的学术氛围培养了一批又一批天文学领域的知名学者,包括6位德高望重的中国科学院院士、多位国内主要天文单位的领导和学术带头人、国际著名学者等,杰出校友频现,被誉为中国天文学顶尖人才培养的摇篮,在天文学界深深烙下了“南大印记”,赢得了社会的广泛认同。
春风化雨,奋进跋涉
悠久的历史传承、深厚的学术积淀让南大天文在历次教育部学科评估中雄居国内高校天文学专业榜首。根据当代天文学与天体物理学的发展趋势,南大天文凝聚了高能天体物理、太阳物理、星系物理与宇宙学、行星系统形成与探测、天体测量理论与天文参考系、深空探测与航天动力学等六个研究方向,瞄准世界学术前沿、国家战略需求、国民经济主战场,不断提出新理论、开辟新领域、探寻新路径,在服务国家和社会中追求学术卓越。
图3 天文观测实验室-太阳塔
群贤毕至,砥志研思
如今的南大天文拥有一支学科分布均衡、年龄结构合理的高水平教师队伍,总体规模约60人。其中中国科学院院士4名,长江学者奖励计划特聘教授4名,国家杰出青年科学基金获得者10名,百千万工程国家级人选1名,“四青”人才13名,教育部新世纪优秀人才获得者7名。近五年新增杰青3名、“四青”人才7名、江苏省杰青2名。
以梦为马,揽星九天
南大天文内外兼修开拓资源,搭建平台共促发展,开放共融方为江海,学科建设成果灿若星河。目前,承担着120余项国家级和省部级科研任务,其中15项重大/重点项目。年均科研及建设经费从2005年的500余万元飞跃至2022年的8900余万元,年均增长速度超过15%。近五年,学院教师以第一作者/第一通讯单位身份年均发表高水平SCI论文100余篇。多名教师荣获国家自然科学奖、国际空间委员会赵九章奖、腾讯科学探索奖、基础物理科学突破奖、中国天文学会黄授书奖和黄润乾天体物理基础研究奖、亚太地区太阳物理青年成就奖等;多项基础研究工作入选国际高被引论文、美国天文学会“研究亮点”报道等;彰显了卓著的学术影响力。
图4 龙虾眼原图
(1)终端设备高瞻远瞩。近十年,日夜相继守诚朴,“泰斗”巡天展雄伟;“龙”游太空勤励学,“羲和”逐日贵敦行。“南京大学太阳塔”是中国第一座塔式太阳望远镜,开辟了CCD二维光谱研究的新领域。“光学和近红外太阳爆发探测望远镜”实现四个波段高时间和高空间分辨率的太阳观测,开创了我国近红外波段的太阳成像观测。世界上口径最大的轴对称太阳望远镜“2.5米大视场高分辨率望远镜”(We)正在紧锣密鼓建设中。“南京大学时域天文台”为率先在国内开展时域天文研究奠定扎实基础。“龙虾眼X射线探测卫星”成为国际上首颗在轨工作、应用了龙虾眼聚焦X射线技术的空间探测卫星。“羲和”号开启我国空间探日时代,在《党的十九大以来大事记》中,被评为5年来党和国家事业取得的重大成就之一。
(2)高能天体物理广结硕果:针对引力波事件及其电磁对应体、极高能宇宙线的研究工作多次入选国际高被引论文和研究亮点,深度参与的快速射电暴研究被Nature和Science评为2020年度十大科学突破之一。发现一例观测上具有特殊意义的伽马射线暴,研究成果发表于Nature期刊。
图五 建设中的2.5米太阳望远镜模拟图
(3)太阳物理成绩斐然:利用自主观测设备“光学和近红外太阳爆发探测望远镜”(ONSET,获教育部科技进步一等奖)发现罕见的环形白光耀斑,对白光耀斑的现有模型提出了挑战。
(4)星系物理与宇宙学载誉前行:联合发起“棒与旋臂遗珍巡天”重大科学计划,精确刻画银河系结构;利用迄今最深的X射线巡天发现宇宙中活跃的超大质量黑洞的分布;首次发现化石星系中的分子气体,产生了重要的国际影响。
(5)行星科学与基本天文学扬帆续航:利用郭守敬望远镜的观测揭示行星系统轨道的分布规律等,研究成果三度入选中国十大天文科技进展;南京大学时域天文台各项建设工作有序推进。
(6)空天探测瞄准未来:由南京大学、中国空间技术研究院钱学森实验室和中国科学院西安光学精密机械研究所联合开展的“紫瞳”项目以及南京大学天格实验室的天格小卫星项目进展顺利。此外,深度参与我国的卫星导航、深空探测和空间安全等研究项目,为航天和国防事业做出了贡献。
图六 Mark Rdid @Xing-Wu Zheng(郑兴武),SciAme,Vol.322,No.;4,P.31(2020)
(7)国际合作进展喜人:单丝难成线,独木不成林,南大天文借助国际合作力量催生成就。2017年12月与欧洲毫米波射电天文研究所签署为期5年的合作协议,借此机会参与北半球第一、全球第二的NOEMA望远镜相关科学研究工作。基于首轮合作取得的丰硕成果,该项目于2022年底续约;2018年1月与哈佛-史密松天体物理中心建立合作伙伴关系,获取SMA有偿使用时间。随后相继获得MINERVA、WIYN等国际一流望远镜的观测时间,并全面参与第五期斯隆数字化巡天项目、TAP计划、Twinkle卫星项目。另一方面,与哈佛—史密松天体物理中心、宾夕法尼亚州立大学、澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室、韩国成均馆大学物理系等高校就教师及学生交流互访、联合培养学生、举办学术会议事宜签署谅解备忘录;并与包括加州理工学院、麻省理工学院、哥伦比亚大学、东京大学、鲁汶大学、悉尼大学、马普研究所等在内的20余所国际一流大学和研究机构建立良好合作关系,推进面向新时代的全面合作。
以德而耕,拾获山河
图七 羲和号
南大天文以立德树人的根本任务为引领,以南京大学“三三制”教学改革为契机,以“基础学科拔尖人才培养试验计划”“中学生英才计划”“南京大学天文学基地创新型人才培养”“教育部高等学校特色专业”“江苏省天文学科品牌专业”“天文与空间科学实践教育中心”等国家级和省部级平台项目为推手,实现学生品格、品行、品位塑造与知识传授和能力养成合而为一的培养模式。超过70%的毕业生赴国内外著名高校和科研机构的天文学相关领域继续深造或进入各科研院所、高校、航天部门以及企事业单位工作,多人参与了国家重大航天项目、国际重大科研项目等。例如,参与2015年引力波探测发现的2011届本科毕业生胡一鸣、担任“嫦娥四号”奔月工程深空站调度指挥员的2012届本科毕业生陈虹宇、“黑洞第一张照片”事件视界望远镜科研团队成员2013届本科毕业生赵杉杉、参与“龙虾眼X射线探测卫星”设计的2020级博士胡帧崧等。课程和创新实践体系建设方面,《宇宙简史》获批教育部课程思政示范课程;《天文探秘》《宇宙简史》《普通天文学》《趣谈天体物理》和《天体力学基础》先后入选国家级一流本科课程;《理论力学》《电动力学》《星系物理》《宇宙学导论》和《针对引力波电磁对应体的立方星开发和研究》等五门课程被认定为南京大学课程思政案例;《天文探秘》《宇宙简史》在“学习强国”学习平台上线,为海内外各界人士提供了丰富的学习资源;新打造的《“科学之光”——认识宇宙》课程帮助学生发掘科学兴趣,培养科学精神,提高科学思维和创新能力,被《光明日报》头版报道。
图八 科普开放系列活动
科学精神,薪火传衍
南大天文致力于弘扬科学文化,引领社会文明,通过多种形式积极开展科学知识传播。学院左涤江天文台定期向公众开放、连续多年举办全国中学生天文夏令营和大学生天文夏令营、多位教师进行科普书籍的编著、翻译工作,学院师生不仅常年坚持举办天文论坛、天文竞赛、天文爱好者活动等科普活动等,还定期走进中小学和幼儿园,以生动活泼的形式向少年儿童宣传天文知识。2019年起,学院组建了“南天学堂”,以线上线下的形式,为大众带来学院科普专家团队的讲座,带领青少年学生一起开启探索浩瀚星空,广袤宇宙的奇幻旅程。根据不完全统计,学院教师在机关、学校、科普基地等各种场所做科普报告,听众总人数超过百万。
图九 南天学堂系列科普讲座
吾愿无穷,如日方暾
七十年,我们欣喜于羲和逐日的科技壮举,振奋于太阳望远镜探求寰宇的双眸,自豪于科技进步、教学相长带动教泽绵延。征程万里云鹏举,风正帆悬正可期。站在新起点,南大天文人将继续追寻先贤的信念,脚踏实地,仰望星空,坚持拔尖创新型人才培养、积极参与国际大科学研究、与国际同行凝聚共识,为天文事业的发展贡献南大智慧和中国力量。