——记南京大学天文与空间科学学院副教授李尚活

张方方  徐艳慧

　　直到现在，李尚活仍时常想起儿时的星空。那时，他还是在农村生活的幼童，晴朗的夏夜里，躺在院子里乘凉时，他最喜欢看着夜空去寻找那些传说中的星星。天上这么多星星，到底哪一颗是牛郎星，哪一颗是织女星？它们之间又相隔多远呢？……好奇心像星光一样，点亮了他的童年，又在多年后催生了他对天文学的向往，让他成为一个真正与星星对话的人。

　　“牛郎星、织女星，都是比太阳还要大、还要亮的恒星，但它们依然不算大质量恒星。”李尚活说。大质量恒星具有比太阳还要大8倍的质量，在星团及星系的形成和演化中起着重要作用，但由于演化快、数量少、距离远，对大质量恒星形成过程的研究相比于小质量恒星要困难得多，至今仍有许多重要问题悬而未决，吸引着一众天文学研究者投身其中。李尚活也心系于此，那辽阔而深邃的星空中，闪耀着他的科学追求与梦想。

踏上“追星”路

　　李尚活的“追星”之路，是在一次偶然中被唤醒的。

　　彼时，李尚活还是物理学专业的本科生。一次，广州大学天体物理中心樊军辉教授应邀前来作报告。李尚活坐在台下，越听下去，眼睛越亮。他发现儿时对星星的好奇心似乎终于有了可解答的出路。2012年，他进入广州大学攻读硕士学位，师从樊军辉教授，从物理学转向天体物理学。在李尚活从事活动星系核研究时，贵州黔南布依族苗族自治州境内，一架500米口径球面射电望远镜（FAST，即中国天眼）也在紧锣密鼓地建设。“我有机会参加了在贵州举办的FAST暑期学校，从而对射电天文学产生了浓厚的兴趣。这与我之前的研究方向不太一样，在研究活动星系核时更多的是利用光学和高能波段的辐射，但射电天文研究更多的则是利用能量密度较低的射电波段。回到广州后，我和樊军辉老师商量对于未来研究的想法，他非常支持我去接触不同的方向。”

　　2013年，李尚活前往中国科学院上海天文台进行联合培养，师从射电天体物理专家王均智教授。刚步入射电领域时，李尚活像是刘姥姥进大观园，扑面而来都是新问题。“王老师非常有耐心，涉猎面也很广，不管什么问题，都能给我解答。”在导师的悉心指导下，他在专业上慢慢熟悉起来。两年后硕士毕业，他继续在中国科学院上海天文台攻读博士学位。“如果还想继续在银河系内恒星形成上下功夫，我建议你多出去学一学。”在王均智教授推荐下，2017年2月，李尚活前往美国哈佛-史密松天体物理中心（CfA）张其洲教授课题组接受联合培养。

　　到美国之后，李尚活最深刻的记忆就是观测设备的变化。在国内时，他一般采用单天线射电望远镜观测的数据去做研究。但到CfA后，他有更多机会使用射电干涉阵列望远镜了。当更多望远镜被联合应用时，可以获得更高分辨率的图像，但其数据信息处理起来也要复杂得多，经验不足很容易出错。李尚活在CfA的工作就是从射电数据校准开始的。“由于观测数据有一些问题，导致刚到CfA时我花了大半年进行数据的校准和分析，到最后却发现这批数据并没有特别有意思的结果。”李尚活有些遗憾，但并没有气馁，不久后，他又拿到了一组新数据，这一次，从校准到成图，他一气呵成。“如果没有之前的经验做铺垫，后面也不能顺利开展，所以并没有浪费时间。”

　　李尚活对“时间”很敏感。或许是半路跨界的缘故，在整个求学途中，他一直抓紧时间寻找更适合自己的方向，不断学习新知识和技能，夯实研究基础。见他总是一头扎进办公室，导师们都忍不住提醒他要劳逸结合。“有时候进展不太顺利，我也会很沮丧，但在跟导师沟通后，他们潜移默化的开导，总是能令我重拾信心。”

　　2019年年底，李尚活顺利完成博士毕业答辩后，忍不住向王均智教授问了一个在心里盘旋很久的问题：“我刚来的时候一天找你十多次，你不会觉得烦吗？”“你刚做这个方向，问题多很正常，慢慢就好了。”王均智教授说。

　　这个回答令李尚活异常感动。从幼时懵懂的好奇心被唤醒，到一步步扎实梦想，他难以忘记一路上老师们的指导与支持，这让他生出坚毅的翅膀，在浩瀚星系之中翱翔。

建立自己的“星星”

　　2024年1月15日，在《自然·天文学》杂志刊发的一篇论文中，研究者在一个大质量原恒星团中发现了1个五星、1个四星、1个三星和4个双星系统主要通过致密云核碎裂形成。论文第一作者正是当时在德国马克斯·普朗克天文研究所从事博士后工作的李尚活。

　　“银河系内，超过80%的大质量恒星都是双星或者是更高阶的多星系统。这些多星系统的相互作用在调节恒星团的动力学及恒星演化中起着关键性的作用。但由于一直缺乏对早期大质量原恒星团内部多星系统的天文观测，我们对这些双星和更高阶多星系统起源的了解非常有限。”李尚活解释道。而他这一次的研究也是从一次“无心插柳”中衍生出的结果。

　　几年前，李尚活就接触到了这组初始数据。但由于种种原因，并未进行相关推进，直到2022年进入德国马克斯·普朗克天文研究所之后，他在数据分析处理时无意间发现了多星系统的痕迹。在亨里克·博伊特教授、张其洲教授和帕特里西奥·桑韦萨教授的鼓励下，他利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列（ALMA）对一个距离地球16960光年外的大质量恒星形成区进行观测，发现在这个区域内的大质量原恒星团中有1个五星、1个四星、1个三星、4个双星系统和24个单星正在同步形成。“目前普遍认为多星系统主要可以通过致密云核碎裂和吸积盘碎裂产生，但无法确定大质量恒星团中的多星系统是何时、何地、主要通过何种机制形成。”李尚活团队的研究改变了这一现状，他们的工作为早期大质量原恒星团中的原生多星系统的初始结构提供了迄今为止最清晰的直接测量，也为理论模型和模拟研究提供了初始参数和实测基础。

　　“最开始发现这些数据事关多星系统形成时，我非常震撼。怎么会有这么多多星系统在形成，甚至还涉及五星系统？会不会是我搞错了？数据处理是不是有问题？”李尚活产生了自我怀疑。他开始与团队进行反复交叉对比，惊喜地发现结果是正确的。谨慎起见，他还是多方进行学术交流，尝试以更好的视角去推进研究。“亨里克教授建议我们去分辨其中的动力学等参数，以确认是否存在真实的多星系统。我们利用不同分子谱线进行分析后，最终证实了结论的正确性。”

　　“一组本来似乎没有意义的数据，从不同角度去挖掘，竟然很有意思。这是科研中最令我感到开心和欣慰的事。”李尚活说。从2020年7月到2024年12月，他在韩国天文与空间科学研究所和德国马克斯·普朗克天文研究所从事博士后研究，也正是在这期间，他开始独立主导大质量恒星形成相关研究项目。其中，最具代表性的项目有3个。

　　第一个是在上述发表工作的启发下，利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）射电干涉阵对一批大质量恒星形成区做极高空间分辨率的谱线和连续谱成图观测，通过空间上分辨处于早期的多星系统，并结合理论和数值模拟揭示多星系统形成的初始条件和早期的演化历史。李尚活为其取名“ROMA（Revealing the Origin of Multiplicity in high-mass protostellar cluster with ALMA，利用ALMA揭示大质量原恒星团中多星系统的起源）”。基于这个项目，他们团组最近有一个新的研究工作被《自然·天文学》杂志接收。该工作发现通过原恒星吸积盘的碎裂，可形成极端高阶的多星系统，即七星系统。

　　第二个项目被李尚活命名为“UNIFY（UNveIling the role of FilamentarY structures toward massive star-forming regions，揭示纤维状分子云在大质量恒星形成过程中的作用）”，主要利用射电干涉阵和单天线射电望远镜对纤维状分子云做多波段的谱线和连续谱成图观测。一个天文单位（AU），是从地球到太阳的距离。而秒差距（pc）则是标准的测量恒星距离的方法。一个天文单位略小于5×10-6秒差距，它们之间跨越了5个数量级。“在这样的空间尺度上，物质是如何通过纤维状分子云从数十pc尺度输送到数十AU尺度的原恒星盘上的？”李尚活希望能把这个问题搞清楚，进而测量大质量原恒星团内部原恒星质量增长的机制和效率。

　　而在第三个项目中，李尚活对演化相对晚期的大质量恒星形成区做谱线和连续谱观测。“项目名叫‘IMPACT（Investigating the influence of high-Mass Protocluster formation on loCal environmenT，探究大质量原恒星团形成对本地环境的影响）’。”在这项工作中，他会结合国内外一流的射电干涉阵和单天线射电望远镜，对受到大质量恒星及其星团反馈影响的区域进行多波段和多尺度的测量，进而尝试定量揭示大质量恒星及其星团的反馈对下一代恒星形成的影响。

　　观星、为项目取名，听起来似乎很浪漫，但李尚活却直白地表示，他的工作其实比较枯燥，需要长久的坚持，才能不功亏一篑。在他主导的项目研究中，实际观测时长超过1440小时；时光再回溯一下，把求学时期参与的项目都算上，还要再加2000多个小时的观测时长。而依托于此所产生的数据处理，又是一个庞大的工程。对他而言，其中砥砺打磨过程，不足为外人道。可即便看清了这过程，他仍愿意一往无前。

望向更深远的宇宙

　　李尚活第一次来南京是在十年前。“我是来参加在紫金山天文台召开的‘第三届中德恒星与行星形成研讨会’。”他说。那次停留，南京城的古都风华、历史余韵，在他心中留下了深刻的烙印。而李尚活对南京的喜爱中还带着一重对于“中国天文学高地”的向往。

　　南京大学天文与空间科学学院，其前身创建于1952年，是我国高校中历史最悠久、培养人才最多的天文学专业院系，也拥有目前国内唯一的天文学一级重点学科。李尚活的导师王均智教授，在加入中国科学院上海天文台之前，就曾在南京大学任教。“当我想要回国工作时，他也建议我首选南京大学。”在与学院评聘委员会主任顾秋生教授交流过后，李尚活更坚定了这一选择。“顾老师热情地说，只要有理想、有干劲，就非常欢迎到南京大学来。我能够感受到学院对于年轻人的支持，这给了我很大的鼓舞。”

　　2025年1月，李尚活正式入职南京大学天文与空间科学学院，担任副教授，加入邱科平教授带领的银河系与恒星形成团队，继续围绕大质量恒星相关内容展开研究。

　　“大质量恒星的形成，是天体物理研究中的核心及热点问题，起到一个承上启下的作用。”李尚活说。所谓“承上”，指的是大质量恒星演化过程中的强烈反馈，会影响整个星团、星系甚至宇宙的演化；“启下”，则因为它不仅会深刻影响周围的小质量星及其行星系统，还对有机生命的起源有重要的影响。“大质量恒星形成过程中的反馈有多强烈呢？如果它刚好在太阳系旁边诞生，等到演化晚期时，它所产生的爆炸甚至可能摧毁整个太阳系。越来越多的观测证据显示，太阳也是从类似大质量恒星形成的星团环境中诞生的。而研究大质量恒星的形成对探讨太阳系内有机生命的起源也存在重大意义。”

　　在李尚活的规划中，他将继续就之前主导的3个项目深入挖掘，并在大质量恒星和星团形成、原恒星增长驱动力、大质量恒星的反馈等方面持续追踪。“恒星形成区中的磁场结构，是这十多年来备受关注的问题。我比较关心磁场对多星系统形成、演化过程的影响，接下来会围绕这个问题开展一批具有统计意义的工作，为深入研究打基础。而纤维状分子云被认为可能与原恒星质量增长有直接关系，从‘UNIFY’项目开始，我就在关注这个问题。”他特别强调了这两点。

　　“目前，我们团队有两位教师、1名博士后和5名博士生，明年还将有两位新教师加入。”李尚活相信，随着团队的壮大，他们能做的事情还有更多。暑假开学后，作为一位新晋博导，他也将迎来两名新学生。这也是他第一次系统指导研究生。“我对他们的建议是，刚开始可以尽量去涉足不同方向，多看多感受，最终再确定研究兴趣。”汲取一路而来的经验，他会尊重学生的选择与追求，因材施教，并培养他们独立思考、沟通协作等能力，为他们打下坚实的基础。“我希望他们能走得更快、更顺一点，自信、坚韧，享受将来的学习过程。”

　　“我希望下一代望远镜能帮我们分辨多星系统中更细节的结构，当观测灵敏度、分辨率等都被提高，可能会带来颠覆性的研究。这个梦想很遥远，它不仅是天文学的进步，还事关仪器设备、电子元件工业制造等一系列产业的发展。但我们必须抱有这样的梦想。”李尚活说。在他炽热的目光中，曾在满天星光下做梦的少年若隐若现，壮丽光辉的星空，点亮了他心底的灯塔，指引他望向更深远的宇宙。

专家简介

　　李尚活，南京大学天文与空间科学学院副教授。2015—2019年，在中国科学院上海天文台攻读博士学位；其间，于美国哈佛-史密松天体物理中心进行联合培养。2020年7月—2022年8月，在韩国天文与空间科学研究所从事博士后研究；2022年9月—2024年12月，在德国马克斯·普朗克天文研究所从事博士后研究；2025年1月入职南京大学天文与空间科学学院。主要从事恒星形成与星际介质等研究，担任自然杂志子刊《科学报告》编委，《天文学与天体物理学》《天体物理学杂志》审稿人等职；以第一/第二作者发表论文14篇，合作发表论文106篇。