2008年10月21日下午，应中国科学技术大学天体物理中心和理学院的邀请，02年诺贝尔物理学奖得主，著名天体物理学家里卡多。贾科尼教授，在合肥微尺度物质科学国家实验室东三学术报告厅作了题为“X射线天文学的兴起”的精彩报告，向物理、天文专业及其他感兴趣的同学介绍了X射线天文学的发展历程和他本人在其中的参与经历。报告会由天体物理中心王俊贤教授主持。

中文名

里卡多·贾科尼

外文名

Riccardo Giacconi

籍贯

意大利热那亚

职业

科学

个人简介

里卡多·贾科尼

里卡多·贾科尼（Riccardo Giacconi）是美国约翰霍普金斯大学的大学教授。他1931年10月6日生于意大利热那亚，在米兰长大。他于1956年在米兰大学获得博士学位，论文题目是关于宇宙线天文学，证实了恩雷科·费米的一个核相互作用模型。在印第安那大学（靠富布赖特基金资助）和普林斯顿大学从事高 能物理博士后研究之后，于1959年加盟美国科学与工程公司（ASE）。他创建了一个空间科学小组，最终设计出第一台X射线望远镜，并于1962年搭载火箭升空，发现了第一颗X射线星―Sco X-1。这一发现成为X射线天文学的开端，导致了UHURU，Einstein和Chandra等一系列X射线卫星的上天。他发现了宇宙X射线背景，许多现在被认为隐藏着黑洞的双星，以及星系团的大质量X射线区域。由于对X射线天文学的开创性贡献，他获得了2002年度诺贝尔物理学奖的一半，另一半由Ray Davis和Masatoshi Koshiba（小柴昌俊）对天体中微子的探测而分享。

里卡多·贾科尼是发展X射线、紫外、光学和射电4个天文学领域中最大望远镜的领袖人物。他在现代天文观测能力的发展中所起的作用是无与伦比的。

职业历程

贾科尼于1973年被聘为哈佛大学教授。在那里，他和他的团队发展了周密的管理方法，让X射线天文台能为全世界天文学家生产标准的数据产品。

1982年，他成为空间望远镜研究所首任所长，把用于Einstein卫星的方法用来为Hubble空间望远镜制定运行计划、数据归算和文档系统。

1990年，他成为欧洲南方天文台（ESO）总台长，领导了甚大望远镜阵列（VLT）的4台8米光学望远镜的成功建立。

1999年，他回到美国任大学联合体主席，负责建立预期于 2010年完成的阿塔卡马大毫米波阵（ALMA）。

探索发现

里卡多·贾科尼

贾科尼教授从1958年前，他刚从意大利来到美国，加入美国麻省科学与工程公司从事宇宙射线的有关研究开始讲起。他选择了X射线作为研究的领域，是因为当时的火箭和卫星技术能帮助进行外太空的X射线观测，且起源于高能事件的X射线能够穿越星际介质到达我们的银河系。相对于更高能的伽玛射线而言，X射线拥有更多数目的光子，而且，可以通过掠入射来进行成像观测。在当时，已知的X射线源只有太阳，而且美国海军实验室已经对它进行了大约10年的观测。贾科尼教授等人希望从理论和实验上探索X射线天文学的可能性，他们在1960年发表了一篇文章，估计了一些天体可能的X射线辐射流量，包括太阳，远处的恒星，变星，甚至于月球反射太阳的X射线辐射。他们同时设计了一个X射线探测器，比以往的要灵敏50到100倍。在1962年火箭搭载着探测器升空了，他们突然发现，他们得到了远大于预期的东西－－“大自然对我们是如此的友善！” －－第一个宇宙X射线源Sco X-1和全天空的宇宙X射线背景。这两个问题贯穿了X射线天文学的发展，特别是第一个宇宙X射线源Sco X-1，当时无法从已知的理论来解释它的产生机制。由于它的X射线光度比太阳的光度还要高1000倍，这意味着发现了未知的能产生巨大能量的物理过程。

因为窄的视场不利于去寻找宇宙空间的X射线源，贾科尼教授等人当时用的探测器是有很宽的视场的。这样虽然探测到了X射线源，但无法定出它的具体位置。

科研成果

贾科尼教授等人在1970年领导发射了X射线卫星UHURU，它携带的两个探测器分别能达到0.5 和1度的定位精度，并且将探测时间从以前的分钟提高到年的量级。UHURU在全天空发现了300多个新的X射线源，同时监测到了恒星级X射线源的光变现象（Cen X-3，震荡周期4.3秒）。贾科尼教授排除了超新星爆炸的可能性，确定此现象是来自一个稳定系统。他提出了双星引力能释放的模型。当双星系统之一是中子星或黑洞时，伴星的气体通过系统的罗歇瓣落入致密星的引力势井，形成气体的吸积盘。吸积盘上的物质引力能部分转化为X射线辐射出来从而被我们观测到。这在当时是新发现的能量释放方式，它的效率比核能要高100倍。

X射线天文涉及到的物理不仅仅局限于恒星级X射线源，它还来自于星系或星系团，宇宙尺度的热气体或活动星系核。它能告诉我们星系或星系团中物质的分布，元素的演化，星系的形成过程，甚至能帮我们定宇宙学常数H0和跟踪大尺度的结构。但这一切需要更精确的X射线观测数据的支持。贾科尼教授在设计UHURU卫星的同时，也在考虑如何进一步提升望远镜的探测本领。UHURU已经达到了探测器设计的极限，要提高精度，只能从X射线光路入手。科学家们非常熟悉光学的光路设计，但X射线不同于光学，X射线的波长和原子大小可以相比拟，这样就无法通过反射和折射成像，只能保证在一个非常小的角度里的掠反射成像。贾科尼教授等人花了很长的时间去发展这项技术，终于在1979年，第一台X射线成像望远镜Einstein升空了。它的灵敏度比UHURU要高1000倍，空间分辨率达到了角分的量级。到1999年技术非常成熟的Chandra X射线望远镜发射升空了，它使得X射线天文学迎来了一个飞跃：Chandra的空间分辨率达到了惊人的0.5角秒，它能探测到更多更暗的X射线天体和它们的能谱。

成果展示

里卡多·贾科尼

贾科尼教授在讲述X射线空间望远镜技术的进步的同时，还向人人们展示了一系列的天文学成果，包括太阳的X射线图像，清晰地显示了日冕中的X射线辐射，蟹状星云的超新星的喷流，星系中的喷流以及相互作用的星系的X射线和光学波段的图像。我们可以在X射线波段清晰看到当两个星系碰撞时，气体存在相互作用；而在光学波段，可以发现星系和暗物质实际上都是不相互作用的。贾科尼教授最后介绍了Chandra南天深场的工作。他说，这是他一直想做的工作，但直到最近几年才得以进行。Chandra南天深场的X射线点源清晰的解答了贾科尼教授在1962年发现的第二个问题－－宇宙X射线背景辐射：背景辐射实际上是由X射线点源所贡献的。