安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez),1965年生于
美国纽约,美国天文学家,
加州大学洛杉矶分校教授。
安德烈娅·盖兹在童年曾梦想成为一名宇航员,在学生时期,她想要知道
宇宙的尽头在哪里,为了寻找答案,她决定走向科学之路。1987年,盖兹进入
麻省理工学院。在大学期间,她喜欢上天文学家的职业。盖兹毕业后,来到
加州理工学院攻读博士学位,1992年盖兹获得了博士学位,后担任美国加利福尼亚大学洛杉矶分校教授。除了进行科学研究,盖兹致力于做科普,参与公众演讲传播天文知识,她经常担任纪录片或电影的科学顾问。
2004年,《发现》杂志将盖兹列为
美国前20位在各自领域表现出高度理解力的科学家之一。2020年10月6日,盖兹因为在
银心发现了一个超大质量的
致密天体而获得了2020年
诺贝尔物理学奖,她也是第四位获
诺贝尔物理学奖的女性科学家。
人物经历
早期经历
盖兹1965年生于美国纽约市,她的童年正赶上
美国登月竞赛胜利之时,这使得她曾梦想成为一名宇航员,开明的父母尊重了她的想法,鼓励她去追求自己的兴趣,还给她买了一架望远镜。从此观星的种子在她心底萌芽了。
学生时期的盖兹酷爱数学,除了数学题,她还想要知道
宇宙的尽头在哪里,为了寻找答案,她决定走向科学之路。在盖兹的高中时期,支持她去研究科学,对她影响最深的是高中化学老师朱迪斯·基恩(Judith Keane),这是她学生时代遇到的唯一一位教科学课程的女老师。基恩让盖兹明白,在被男性主导的领域里,女性也能有所作为。
1987年,盖兹进入
麻省理工学院。她一开始是数学专业,随后换成了物理专业。大学期间,盖兹给一位天文学家“打工”,当她意识到宇宙深空中发出X射线的神秘
天体可能是黑洞时,她为之着迷,并喜欢上了天文学家的职业。盖兹毕业后,来到
加州理工学院攻读博士学位,她加入了一个正在开发一种基于
红外线的散斑成像技术的小组,并负责编写图像分析软件,使设备拥有尽可能高的分辨率。可惜最初的尝试并不成功,她的博士论文只好转向了银河系的新生
恒星。1992年盖兹获得了博士学位,随后担任
加州大学洛杉矶分校教授。
学术研究
盖兹研究生涯早期主要集中在
恒星形成的问题上。盖兹利用自己之前在散斑成像上积累的经验,对金牛座T进行了观测,她发现了这一区域内许多婴儿时期恒星,它们以
双星的形式存在,如此年轻又靠得很近,意味着
双星系统可能就是成对形成的,这对天文学家寻找
太阳系外行星有重要影响。
在20世纪90年代,盖兹领导的团队加入了对Sgr A的研究。他们通过观察周围恒星的运动轨迹和周期来推算中心
天体的质量,尤其是离中心最近的天体将决定中心物质的质量上限。从1995年开始,盖兹和她的团队开始追踪Sgr A周围的天体。1998年,盖兹团队比较了凯克望远镜对Sgr A*区域散斑成像后的数据,中心区域精度提高了4倍,当时他们计算银河系中心的黑洞为260万倍太阳质量。为了观察恒星靠近或远离地球的运动,即径向速度,天文学家会观察恒星光谱波长的变化来计算。这需要测量大量光线,尤其是对较暗的恒星。因此,盖兹等人一起开发了适用于凯克望远镜的
自适应光学(Adaptive optics,AO)系统。
2002年,盖兹团队结合散斑成像和AO计算得到了Sgr A*周围一颗恒星的完整轨道,这颗恒星被他们命名为
S2(S0-2也被称作S2。S0代表Sgr A*半径一角秒内的
天体,2代表距离中心第二近的恒星)。S0-2轨道周期只有不到16年,速度高达每秒5000千米,最接近中心时的距离只有120个天文单位,不到
冥王星到
太阳距离的两倍。理论计算表明,Sgr A*约400万倍太阳质量。在如此之小的范围内存在如此巨大的质量,盖兹认为这是黑洞存在的证明。
与宿敌竞争
盖兹在她的研究道路上一直有一个“宿敌”,那就是
德国天文学家
莱因哈德·根泽尔。根泽尔是盖兹的前辈,他从1992年开始使用欧洲南方天文台位于智利的
新技术望远镜追踪恒星S0-2,比盖兹团队稍早几个月得到了轨道周期数据。2005年,盖兹团队首次拍摄了激光引导AO
银心照片。而根泽尔团队于2008年率先获得了
S2轨道的完整观测数据,完美符合理论预测。
2012年,盖兹团队发现了一颗比S2更靠近中心的
恒星S0-102(也被称为S55),它的轨道周期仅为11.5年。这颗星的发现对天文学家希望了解极端条件下的
天体物理过程起到了重要作用,尤其是通过
引力红移检验
广义相对论。2018年5月,当S0-2经过距离黑洞最近的点时,根泽尔团队对其光谱引力红移进行了精准测量,发现符合广义相对论预言,这也是首次在
超大质量黑洞附近成功验证广义相对论。盖兹团队不甘示弱,在2019年发表了更全面的测试结果。
2020年,盖兹和根泽尔一同获得
2020年诺贝尔奖物理学奖,在颁奖过后的新闻发布会后的采访中,盖兹曾表示,“没有什么比竞赛更能让人前进”。
个人生活
除了进行科学研究,盖兹致力于做科普,参与公众演讲传播天文知识,她经常担任纪录片或电影的科学顾问,著名科幻电影《星际穿越》幕后就有她的工作。
盖兹自己以身作则,她早在博士期间要求去教本科生的物理课程,就是为了向学生展示女孩也可以学好物理。她认为,想要鼓励更多的女孩以及年轻女性投入到科学事业中,最重要的事情就是向她们展示没有不可能,向她们展示这些领域里有女性。
盖兹的丈夫是汤姆·拉图雷特(Tom LaTourrette),他同样毕业于
加州理工学院,是兰德公司的地质学家兼研究科学家。他和盖兹有两个儿子。盖茨酷爱游泳,是UCLA布鲁因大师游泳俱乐部(BruinMasters Swim Club)的创始者之一。该俱乐部成立于1995年,最初包括她与丈夫在内只有10名会员。盖茨本人是
加利福尼亚州著名的大师级游泳选手。
学术贡献
盖兹研究了
恒星形成区域和
银心被称为人马座A*的
超大质量黑洞。在研究中,她还带领团队开发了适用
凯克望远镜的
自适应光学(Adaptive optics,AO)系统。
荣誉奖项
人物影响
2004年,《发现》杂志将其列为
美国前20位在各自领域表现出高度理解力的科学家之一。
2020年,她被授予
诺贝尔物理学奖,她是第四位获得诺贝尔物理学奖的女性,也是首位获得
诺贝尔奖的女天文学家。
人物评价
盖兹自己常常以身作则,她早在博士期间就要求去教本科生的物理课程,就是为了向学生展示女孩也可以学好物理。——(
澎湃新闻评)
对盖兹来说,激励女性投身到科学领域是她的使命。——(
中国科学院国家天文台评)
天文学家要有极大的耐心和毅力,而作为女性工作者,她们还要具有极强的韧性和开拓精神,以对抗男性群体的主导地位和世俗的偏见。也正因为如同盖兹这样的女性的努力与成就,才有越来越多的女性投身于伟大的
天文学事业。——-(未读评)