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编自：贺飞（北京大学）《诺奖人物小传 | X射线天文学开创者里卡尔多·贾科尼》
作为当代最具魅力和影响力的天体物理学家之一，意大利裔美国天文学家里卡尔多·贾科尼，在过去的50年里他几乎指导了人类迄今的主要空间和地面设施的开发和运行。2002年他因“对天体物理学的开创性贡献，导致了宇宙X射线源的发现”而获得诺贝尔物理学奖。
贾科尼（图片来自网络） 里卡尔多·贾科尼（Riccardo Giacconi），1931年10月6日出生于意大利热那亚(Genoa)，先后在意大利米兰大学获得学士、硕士学位，1954年在该校获得物理学博士学位，博士论文方向是宇宙射线探测。 1956年，贾科尼移居美国。他到新泽西州的普林斯顿大学，成为那里的研究助理。1959年，贾科尼加入位于马萨诸塞州剑桥的MIT的一家太空创业公司“美国科学与工程学公司”。在这家公司，他与MIT物理学家布鲁诺·罗西(Bruno Rossi)和其他 科学家一道，从事X射线天文学的相关研究，进行了一系列关于从空间探测X射线的实验。 虽然 X射线的探测始于20世纪40年代，但是成为一门学科，则是人造地球卫星上天以后的事。由于地球大气层对于X射线是不透明的，x射线天文学特别具有挑战性，只能在高空或者大气层以外观测天体的X射线辐射，因此空间天文卫星是X射线天文学的主要工具。而早期的观测工作集中于对太阳的研究，科学家第一次进行x射线观测是短暂的，观测器或者在几分钟的火箭飞行中进行，或者可能在平流层的气球中停留几个小时。 当时，贾科尼与在美国工作的意大利天文学家罗西（B. Rossi）一道提出太阳辐射照射在月球表面可以激发X射线荧光。1962年，贾科尼在新墨西哥州的美国白沙导弹靶场，策划了一次历史性的火箭飞行，一枚Aerobee火箭携带3个盖革计数器发射升空，利用其自身的旋转在X射线波段进行扫描，结果没有探测到月亮的X射线荧光，却意外地在天蝎座发现了第一个宇宙X射线源——天蝎座X-1（SCOX-1）。后来发现它是一颗中子星，正在从一个低质量恒星伴星吸积物质。该小组还探测到了一个普遍存在的天体X射线背景。这是一个漫反射各向同性（diffuse isotropic）X射线背景。这一发现被认为是X射线天文学的开端,自此，研究这种扩散发射的性质成为贾科尼毕生的科学目标之一，直接导致了贾科尼向NASA提出X射线天文台战略计划。 贾科尼领导了美国的探险者42号卫星，即Uhuru（“自由”的意思）卫星。该卫星是美国航天局小型天文卫星1，于1970年12月12日发射升空。Uhuru对整个天空进行了第一次X射线测量，它在轨道上停留了两年多，发现了数百个X射线源和脉动X射线双星中黑洞的第一个证据。1971年，贾科尼和同事利用Uhuru卫星观测资料发现半人马座X-3的X射线辐射具有周期性脉冲，是一颗X射线双星。结果在双星中发现了聚积的中子星和黑洞源、超新星残骸的X射线发射以及活跃的星系核和星团中的热晕。 1973年，贾科尼和他的小组搬到了哈佛-史密森天体物理中心。贾科尼担任高能天体物理部主任（1973-1981年），负责爱因斯坦天文台的概念、制造和设计，为爱因斯坦天文台数据简化准备软件和硬件，以及负责建立和实施访问天文学家计划。在这里贾科尼领导研制了世界上第一颗能成像的X射线天文卫星——爱因斯坦卫星。这项技术检测到了宇宙中几乎所有类型物体的X射线，将X射线天文学推向了新的高度，奠定了这项技术成为天文学一个重要分支。他还是掠射式X射线望远镜的提出者和钱德拉X射线天文台的倡导者之一。
X 贾科尼和他的终身合作者、史密森学会的塔南鲍姆（Harvey Tananbaum）基于拍摄“高分辨率的x射线源图像和光谱” 的目标，提出了一个更强大的天文台——钱德拉X射线天文台，被称为先进的x射线天体物理学设备，它也就是后来于1999年7月在哥伦比亚号航天飞机上发射的钱德拉X射线天文台。贾科尼一直认为，X射线望远镜的角度分辨率是实现广泛科学目标的关键，尤其是在大量单个光源中分辨X射线背景，并区分与遥远星系团相关的扩展光环。他设想并提出的钱德拉深场调查(Chandra Deep Field Survey)研究，是一个非常长的X射线曝光在天空中的一个区域。由于有了钱德拉，物理学家们知道了这个X射线背景主要是由于质量高达太阳10亿倍的巨大黑洞吞没了气体云和恒星。 在实施钱德拉X射线天文台计划过程中，因削减预算，钱德拉的主镜数目由计划的12个减为4个，终端设备也减掉2台，轨道改为椭圆形，最远距离达到地月距离的三分之一（目的是避开地球辐射带的影响，不过，一旦发生故障，将无法用航天飞机对其进行维修）。该望远镜以诺奖得主、天体物理学家钱德拉塞卡命名为“钱德拉”。 钱德拉于1999年7月23日从哥伦比亚号航天飞机的有效载荷舱内发射，这是航天飞机有史以来发射的最大的卫星。就在哥伦比亚号到达太空的8个小时后，钱德拉离开了航天飞机的遮蔽处，用火箭飞离。控制人员在接下来的几天里对钱德拉的轨道做了一些调整，当最后定轨的时候，钱德拉是在一个环绕地球的椭圆形轨道上，从大约9,940英里(1.6万公里)到82,650英里(13.3万公里)。在天顶，钱德拉距离地球到月球的距离约为三分之一。这使得它可以观察长达52个小时，直到失去目标。
哥伦比亚号航天飞机（左）和钱德拉x射线天文台（右） 利用钱德拉在早期的X射线观测数据，他们提出了一套全新的现象：在某些情况下，天体产生的能量比可见光所能观测到的要多。这些发现巩固了目前对双星、星系和中心巨大黑洞以及整个宇宙演化的理解。钱德拉x射线天文台用来观察黑洞、类星体、超新星等宇宙中的高能量来源，展示了人类肉眼看不到的宇宙的一面。 1999年8月中旬，钱德拉第一次将望远镜对准太空。它的第一张照片是仙后座A，是一颗恒星的残骸，在1572年由第谷·布瑞尔所见证的一颗超新星爆炸。钱德拉早期的另一个目标是蟹状星云，第一次显示了在星云中心围绕脉冲星的圆环。在服役十多年后，钱德拉天文台帮助科学家们了解了宇宙运行，观察到星系碰撞、黑洞与宇宙的飓风、超新星在爆炸后内部翻转等。如今，钱德拉望远镜与哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和康普顿伽马射线天文台一起成为NASA大型天文台，成为该机构的公关工具。
仙后座A（左）和蟹状星云（右） 1981年，贾科尼成为马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学空间望远镜科学研究所（STScl）的首任所长，负责运行美国宇航局的哈勃太空望远镜，直至1993年。在这里他沿用了原来来的管理风格，带领STScl成为世界上最重要的天文学中心之一。 1982-1997年期间，贾科尼在约翰·霍普金斯大学担任天文和物理学教授。1999年，贾科尼成为美国国家射电天文台的台长及联合大学公司的主席。其间的1992年，他在德国Garching担任欧洲南方天文台（ESO）总干事，负责在智利开发出了非常成功的超大望远镜，并参与了革命性的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的早期开发。1999年，贾科尼成为美国国家射电天文台的台长及美国联合大学集团（Associated Universitys，Inc.）总裁。在其五年任期内，他继续监管ALMA和其他主要美国射电望远镜，帮助建造了阿塔卡马大毫米阵列（Atacama Large Millimeter Array ，ALMA）。2004年，贾科尼回到约翰霍普金斯大学，继续致力于他自认为的最佳研究，设计一个光学X射线望远镜，优化项目广泛和深入的调查。但令他失望的是，这个项目从来没有得到任何资助。 在同事眼里，大家都认为贾科尼有卓识远见、不屈不挠的精神和创造力。他聘请许多有独立思想的同事一道工作，并鼓励同事们挑战他，补充他的知识。在贾科尼看来，这样可以直截了当地提出有争议的观点，带来他欣赏的激烈讨论。贾科尼认为这种“残酷的智力对抗”是推动科学发展的关键，通过这种讨论，大家相互信任，共享信息。贾科尼还经常鼓励年轻合作者，在处理科学问题时，不带偏见或预先设定期望，建议他们要“倾听自然”，不要信任那些“认为自己比自然更了解自然”的人。 |
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