圖1：年輕的徐夏生。 資料來源：AIP Emil io Segrè，今日
指導：
今年4月去世的中國天體物理學家徐霞生出生于云南昆明，在美國長大和工作，專門從事恒星形成研究。 他不僅擁有許多開創性的學術成就，還熱衷于編寫天文學教材，引導一批年輕人進入這一領域。 徐霞生晚年關注全球氣候危機，轉向新能源技術研究。
斯里坎已經去世，但他留下的科學遺產將由全人類分享。
林超、毛樹德、鄭曉晨｜作家
2023年4月22日，著名華裔天體物理學家夏三樹（1943-2023）在美國加利福尼亞州的家中，在親人和故友的陪伴下突然去世，享年79歲。
這位在星系結構和恒星形成領域取得許多開創性成果的杰出科學家已經去世，但貢獻了極其豐富的科學遺產，包括許多原創和富有洞察力的科學工作。 他寫的兩本天文書籍甚至成為示范教材，帶領一批批年輕人走上了仰望星空的道路。 徐霞生晚年致力于新能源技術的研究，以應對全球氣候危機。 對于一個畢生致力于天體物理學的科學家來說，無異于開辟了人生的第二個戰場。 2009年，因其在理論天體物理方面的杰出貢獻，榮獲素有“東方諾貝爾獎”之稱的邵逸夫天文學獎。 同年，太平洋天文學會授予他天文學領域最重要的榮譽之一——沃爾夫·布魯斯金獎，以表彰他一生的成就。
1943年，徐霞生出生于中國南方名城昆明。 恰逢二戰，火藥遍地天文學和天體物理學一樣嗎，許多大學撤離到昆明，以避免戰火蔓延。 當時，西南聯大成為許多知識分子的天堂，其中包括許先生的父親、著名數學家、工程師許先生。許先生六歲時，父親在西南聯大找到了一份教職。美國印第安納州西拉斐特普渡大學數學系，全家得以移民美國。 從此，許夏生在美國中西部度過了童年。
徐霞生很早就對數學和物理表現出了濃厚的興趣。 由于成績優異，他破格考入馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院，并成為該校物理專業歷史上最年輕的（之一）本科生。 。 在麻省理工學院學習期間，他結識了自己的啟蒙導師林家喬先生，并開始研究盤狀星系的動力學。
圖 2：螺旋星系 M51 及其伴星系。 徐霞生和林家橋共同提出了旋臂結構的密度波理論。 資料來源：美國宇航局
1963年，徐霞聲從麻省理工學院畢業，前往劍橋的哈佛大學攻讀天文學博士學位。 與林家橋的合作仍在繼續。 兩人基于波動力學，共同建立了系統的密度波假說，將盤狀星系中的旋臂結構解釋為螺旋波現象，這可以歸因于物質（恒星和氣體）在低引力勢下旋轉。 手臂區域的流入和流出（圖2）。 盡管波型如何放大到星系尺度的旋臂結構仍然是一個有爭議的話題，但密度波理論至少可以基于第一性原理合理地解釋盤狀星系的螺旋特征。 不僅如此，許多天體，包括銀盤、雙星、年輕恒星周圍的原行星盤，甚至土星環，它們的引力穩定性和結構問題都可以與密度波理論聯系起來。
徐霞生的大部分工作側重于基礎理論研究。 盡管密度波理論使他聲名鵲起，但恒星形成才是他的重點。 在他看來，恒星不僅是粒子，也是光點。 正是那些在光學和紫外波長下發出明亮光芒的大質量 OB 型恒星，照亮了盤狀星系的旋臂（圖 2）。
1968年，博士許霞生研究生畢業后，來到紐約石溪大學，開始帶領團隊研究密度波引起的沖擊波如何將彌漫的恒星介質壓縮成更致密的巨型分子云。 這個過程往往與恒星的形成密切相關。 在此期間，徐霞聲還與荷蘭格羅寧根大學的射電天文學家合作，為密度波理論尋求進一步的觀測證據。
1973年，徐霞聲加入加州大學伯克利分校。 此后，他開始關注單星的形成，這也是他最負盛名的研究領域之一。 當時，科學界對于恒星形成已達成基本共識，肯定稠密的星際氣體分子云是恒星誕生的搖籃，分子云的冷卻和自引力塌縮構成了恒星形成的基本圖景。 然而，這個模型是理想化的，但其形成的細節仍然知之甚少，特別是當天文學家開始使用高精度、大口徑地基望遠鏡，結合哈勃等太空望遠鏡，特別是空間紅外探測器，來繞地球大氣層直接觀測恒星形成區時發現，恒星誕生的環境其實相當復雜，不僅有湍流的氣體、無序的磁場，還有強烈的噴流。
為了彌合理論與觀測之間的差距，填補恒星形成細節的空白，徐霞生和他的合作者在引力塌縮過程中不得不面對一系列障礙，例如角動量和臨界磁場等關鍵問題。
圖3：恒星形成過程示意圖。 資料來源：梅雷爾·范特霍夫
考慮到年輕的恒星盤在宇宙中隨處可見，徐霞生提出了一個通用的理論框架，即標準的“四相”圖模型（圖3）：
首先，在重力、磁場和湍流的共同作用下，彌漫的星際介質中的一些分子云區域形成致密的團塊；
隨后，致密的分子云團在自重力作用下塌陷，氣體迅速旋轉下落，渦旋成盤狀，質量聚集在中心區域，形成原恒星； 原恒星周圍的強磁場環境會進一步擾動周圍的氣體，并將部分氣體噴出，形成可觀測到的噴流現象；
最后，通過動量傳遞，阻止進一步的氣體補充天文學和天體物理學一樣嗎，新的恒星誕生，而它們周圍的殘余氣體將成為孕育行星的原行星盤。
這張圖現在是恒星形成的標準模型。 該模型不僅理論與觀察緊密結合，而且在后續中獲得了大量獨立的觀察證據。 例如，在原始隕石中發現的放射性遺跡很可能是新生太陽耀斑時期的產物。 隨著現有空間探測能力的巨大提升，尤其是韋伯太空望遠鏡的加持，未來我們有望進一步驗證和完善整個恒星形成模型（圖4）。
圖 4：NGC 346 是附近星系中最活躍的恒星形成區域之一，韋伯望遠鏡的最新觀測將為早期恒星形成提供新的視角。 圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI、A. Pagan (STScI)
盡管一些理論假設仍存在爭議，但徐霞生的科學成就是毋庸置疑的。 在研究中，他總是見解獨到，思維活躍，果斷引入基本概念，探索觀察背后可能的真相。 同時，他也是一位多產、高素質的作家。 除了眾多被高引用的論文外，他于1982年撰寫的《物理宇宙》（The ）堪稱天文學的入門教科書，兩卷本的《天體物理學》（The of ）（The of ，1991-1992）更成為天文學的入門教科書。最受歡迎的天文學專業。 本科生和研究生必讀。
1994年至1996年，許霞生擔任美國天文學會主席。 在東亞天文學蓬勃發展之際，他積極推動兩地的合作與交流。 在他的努力下，他領導在臺北成立了隸屬于“中央研究院”的天文與天體物理研究所。 2002年，徐霞升追隨父親的腳步，被選為新竹國立清華大學校長，其父親徐賢秀先生曾于1970年至1975年擔任該校校長。
2006年，六十多歲的徐霞生選擇回到加州大學圣地亞哥分校，并于2009年成為該校名譽教授。在人生的最后十年里，在仰視星空數十年，他開始關注腳下的地球，關注氣候危機，研究如何利用熔鹽反應堆從核廢料中提取能源，將廢生化物質轉化為可隔離的惰性產物，研究關于如何從大氣中去除碳。 即使在生命的最后階段，他仍然堅持寫一本名為《科學的故事》（The Story of）的教科書，計劃供本科生使用，講述科學如何支持人類進步以及人類如何應對氣候變化。 得到教訓。 可惜這本書還沒有出版，許夏生就已經西行了。
紀念不能忘記的林超
與徐弟兄的初次相識可以追溯到20世紀70年代，在英國劍橋大學的一次學術會議上。 那時我還在學習階段，徐兄的密度波理論已經小有名氣了。 可能是因為年齡相仿，興趣相近，也可能是因為他小時候來美國的船的關系，以及他和我小時候就扎根于我父母的關系。寶貝，我在太平洋路過。 他就像一位熱心的兄弟，在我還是學生的時候就鼓勵我，鼓勵我在創業的道路上要有獨立思考的能力、大膽創新的勇氣、尊重客觀現象的態度、敢于挑戰一切權威的勇氣。科學研究。 我們相識半個世紀，既是無話不談的摯友，又是在天文研究上并肩前進的戰友。 在頻繁的學術討論中，有完美的配合，也有激烈的爭論，時而互相啟發，時而互相糾正，在探索中攜手并進。
二十年前，他積極推薦和說服我參與籌建北京大學卡維理天文與天體物理研究所，旨在為迅速崛起的中國天文學搭建一個國際學術交流平臺，并在國際上進行推廣。國際最高水平。 對于中國基礎科學研究的發展，他本人也是一位盡心盡力的顧問委員會成員。 然而，搭建橋梁畢竟不是一日之功。 文化隔閡和復雜的人事事務在這里很難一一描述。 當我猶豫的時候，他曾經模仿三國諸葛，給了我三套。 時刻讓我度過艱難時期。 后來研究所成功啟動，如今已成為培養具有國際視野的天文人才的重要平臺，而他這個拾柴人，為在天文領域保留那些代表著天文學未來希望的火花做出了很大的貢獻。中國。 時光流逝，很多年過去了，當我打開藥盒時，發現所謂的三個藥盒都是空的，然后恍然大悟：人生沒有什么好招數，這只是他給我的一顆定心丸！
毛樹德
和很多天文學家一樣，第一本帶領我踏入天體物理學之門的書就是徐老師寫的厚厚的《物理宇宙》。 許多年后，我有幸在清華大學高等研究院見到了徐先生。 當時，徐先生的導師和合作者林家橋先生剛剛從麻省理工學院退休，回到清華大學建立周培源數學中心。 談起這段關系，徐先生表示很高興能成為我的天文向導。
雖然交集不多，但在我心里，徐先生無論東方還是西方，都算得上是一位真正儒雅的學者。 無論是在西方學術界還是跨文化交流中，他都游刃有余。 同時，他繼承了中華文化中的“忠孝”基因，對父母、老師都很尊敬。 這或許是徐先生選擇追隨父親的腳步擔任新竹清華大學校長的原因之一。 徐先生在擔任新竹清華大學校長期間，多次拜訪（北京）清華大學、北京大學、南京大學、國家天文臺等兄弟單位，大力支持中國天文學的國際化發展。 清華大學驚悉徐先生去世的消息后，立即向徐先生親屬發來唁電：“先生嚴謹、求實、寬厚的師門之道，將永遠造福學林，群星閃耀。” ”。
徐先生一生從學者到校長，從天體物理學到核物理、新能源，從伯克利分校（UC）到圣地亞哥分校（UC San Diego），行事雷厲風行，總是在有限的范圍內嘗試新的可能性。生活。 今天，徐先生作為我們這一代人的典范，將永垂不朽。 祝徐霞生先生風采長存，一路走好！
關于作者：
林超，加州大學圣克魯斯分校天體物理學教授； 清華大學高等研究院特聘客座教授。
毛樹德，清華大學天文系教授、系主任。
鄭曉晨，北京天文館副研究員。
英文原文：
618, 237 (2023)，doi：