——记南京大学天文与空间科学学院蒙延智博士后
在著名科幻作家刘慈欣的作品《超新星纪元》中，一次伴随超新星爆发发生的伽玛射线暴(GRB)杀死了地球上所有的成年人，只有儿童幸免于难。那么，什么是伽玛射线暴呢?它为什么会有这么大的威力呢?
南京大学天文与空间科学学院博士后蒙延智，主要研究方向就是伽玛射线暴。作为一位走在科研路上的90后，他壮志在胸，理想在怀，以天文探索为初心，以伽玛射线暴瞬时辐射的光球辐射模型为研究方向，以炽热而深沉的家国情怀为动力，在科研道路上勇攀高峰，积极创新，开拓进取，取得了优异的成绩。
在好奇心的指引下，勇攀科研高峰
爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”事实上，不管是学习还是做科研，都不能缺少好奇心这个最好的动力。
1991年出生的蒙延智，像所有男孩一样对星空充满了好奇，而好奇是人思考的最大启蒙。怀着探索太空的愿望，他最终如愿考取了南京大学天文与空间科学学院。2013年，蒙延智获理学学士学位，为了进一步学习天文知识，于2013年到2020年期间在中国科学院紫金山天文台攻读博士学位。
由于本科期间学习成绩优异，蒙延智直接进入直博，当时的他在星系中的恒星形成领域进行数据分析工作。缘分就是如此奇妙，进行该项工作之后，他发现对理论研究更感兴趣，于是转到了伽玛射线暴瞬时辐射研究领域，他的导师正是国家杰出青年项目的支持者吴雪峰研究员，对伽玛射线暴的理论研究有着深厚的造诣。
伽马射线也称γ射线，来自地球外的剧烈γ射线爆发在20世纪70年代首次被人类观测到。伽马射线具有强大威力，蒙延智举例说，如果普通光线照射到脸上，感觉像羽毛一样，那么伽马射线照射到脸上，就像被子弹射击。伽马射线本质上是一种高频率电磁波辐射，在地球上主要来源于原子核的衰变裂解，一个伽马射线粒子的能量是普通可见光粒子的10亿倍。所以现实中如果有人真的被伽玛射线击中了，将会直接被击成粉碎。
伽玛射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸，理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。伽玛射线暴短至千分之一秒，长则数小时，会在短时间内释放巨大能量，如果以太阳作为参考，那么伽玛射线暴在10秒内释放的能量就相当于太阳150亿年来释放的能量之和。
那么威力如此之大的伽玛射线暴对我们的生活有什么作用呢?蒙延智的研究正是为了使它能为人类服务，为了对黑洞、对爱因斯坦提出的相对论理论有更深入的理解。伽马射线爆发(即瞬时辐射)后不久，会观测到其它低能波段的余辉，经过几十年研究，对于余辉的研究取得了非常大的进展，然而伽玛暴瞬时辐射的辐射机制却仍然很不清楚。当前，伽玛暴瞬时辐射的理论研究主要集中在以下几个方面：一是相对论喷流的成分(热主导还是磁主导);二是喷流中的能量耗散机制，即加速机制(热加速还是磁加速);三是辐射发生的区域(光厚还是光薄);四是辐射的机制(光球辐射还是同步辐射)。而其中，喷流的成分对其它几个方面起着决定性或非常重要的作用。
之前，在已建立的模型中，内激波模型、ICMART模型、耗散性光球模型为主流的模型。蒙延智在读博期间对此进行了深入研究，在他的博士论文《伽玛射线暴瞬时辐射的光球辐射模型》中，他在光球辐射模型的框架下仔细地探讨了考虑喷流结构与成分、视角等 GRB 的具体物理条件之后的理论能谱。同时，结合最新的观测数据特征，在国内首次指出，光球模型的代表人物Asaf Pe'er教授在2008年提出的概率光球模型很有可能才是最合理的模型。
仰望星辰大海，探索宇宙奥秘
伽玛射线暴作为人类已知最剧烈的天体物理过程之一，是天体物理领域的研究前沿。我们未来的征途是星辰大海，随着我国科学技术的不断发展，揭开伽玛射线暴的秘密，对于探索宇宙有着重要的价值。为此，蒙延智将在此领域努力攻关、开拓创新、永不止步。
随着Fermi卫星的上天，基于更精细的能谱分析，尤其是对时间分辨谱的分析，伽玛暴瞬时辐射的研究有了显著进展。主要的观测进展包括热辐射与高能辐射 (GeV能段) 的发现，能谱分析结果呈现的极其多样化使得理论模型的解释变得困难。于是，对伽玛暴瞬时辐射能谱的进一步分析，以及通过考虑喷流的磁化、喷流的结构与视角等更具体的物理条件来建立一个更普适的理论模型成为近些年来伽玛暴领域的研究热点。
在研究中，蒙延智在概率光球模型的框架下仔细地探讨了考虑喷流的结构、大的偏轴视角以及喷流的磁化情形的理论多色黑体(mBB)能谱，并尝试以此来解释观测到的能谱。结果发现，结构化喷流情形的低能光子指数分布、能谱演化以及Ep演化与适用截断幂律模型来最佳拟合的GRBs的观测结果较好地一致。磁化喷流情形的低能以及高能光子指数分布与适用Band函数来最佳拟合的GRBs的观测结果较好地一致。此外，他们构造的来自结构化喷流的偏轴观测的光球辐射模型很好地拟合(采用MCMC方法)了目前唯一一例被探测到与引力波事件成协的短伽玛暴GRB 170817A(产生于双中子星并合)的主脉冲能谱。同时，他们通过系统地分析GRB 081221瞬时辐射的时间积分谱以及时间分辨谱发现，当时间间隔足够小时，时间分辨谱适用黑体模型来最佳拟合，而时间积分谱可以被多色黑体模型很好地拟合，表明GRB 081221的瞬时辐射很有可能由光球(热)辐射所主导。
目前，蒙延智研究探讨的喷流结构与成分、视角等 GRB 的具体物理条件还有较大的不确定性，需要进一步理论研究以及数据分析工作才能确定。未来，蒙延智的工作方向将主要围绕使用概率光球模型去尝试解释更多的观测数据。
2020年8月，蒙延智进入南京大学天文与空间科学学院开展博士后工作，是我国伽玛暴瞬时辐射数据分析方面的著名专家。他们进一步开展伽玛射线暴瞬时辐射的光球辐射模型研究，该研究项目获得2020年国家“博士后创新人才支持计划”项目资助。
蒙延智团队结合余辉与瞬时辐射数据给出每个暴的瞬时辐射效率后，发现对于不同的效率子样本(>80%, 50%-80%,<50%)，2002年amati提出的著名的总能量与能谱峰值频率的关系都能被光球模型非常好地解释。尤其是对于高效率子样本(>80%，15个暴)，1986年提出的经典热火球模型所预言的X射线余辉与光学余辉特征在所有暴中都被确认。同时，对于所有的暴，在光球模型理论下，蒙延智团队给出了用瞬时辐射数据或者光学余辉数据所预言的辐射效率，发现它们与传统的X射线余辉数据给出的结果很好地一致。并且，基于一致的效率，他们提出了限制相对论喷流的洛伦兹因子的更准确与普适的方法。
随着科研的深入，相关的科研成果不断产出。目前，蒙延智已在ApJ等天文学一流期刊发表14篇论文，总引用250多次。
面对成绩，蒙延智很淡然，他始终认为：“所有的成绩，都属于过去;而科研，是在探索未来。”所以，他的科研故事已经开始，但精彩仍将继续。
“我们的目标是星辰大海。”的确，人类的未来不能仅仅局限于太阳系和地球一隅。只有走出地球摇篮，飞出太阳系，真正踏入星空，我们人类才可以说真正告别了童年，走向了成年;否则，很难说人类的命运不会像刘慈欣《超新星纪元》里描述的那样毁于一旦。而这就需要蒙延智这样的青年科学家，用他们的聪明才智为人类拼出一个未来。
让我们拭目以待!
