2018年度邵逸夫天文学奖颁予尚-卢•普吉 (Jean-Loup Puget) 以表彰他对红外到亚毫米光谱范围天文学的贡献。他探测了在过去恒星形成过程中的星系所放出的宇宙远红外背景，并提出星际物质含有芳香族碳氢分子。通过普朗克太空计划，他处理了星际物质前景的影响，因而显著地提升了我们对宇宙学的认识。

2018年9月， 香港天文学会理论天文组与尚-卢•普吉教授进行了一次访问。这次访问亦于香港天文学会2018年第四期会讯刊堂登（只刊登英文版）。我们很高兴得到香港天文学会的提供并与大家分享访问内容。

(香港天文学会) 教授，请问你，在过去的四十年中，你是如何将精力集中在红外天文观测研究上？

(普吉教授) 1971年，当我写硕士论文时，我正在寻找实习机会。在出席了一个研讨会之后，我喜欢从事宇宙学工作。我去了欧洲核子研究组织做研究，研究了质子和反质子的湮灭截面。然后，用伽马射线卫星测试了破坏性的湮灭辐射，但没有明显的证据表明正物质超过宇宙中反物质的含量，这会影响星系团的大小。与普朗克函数相比，等离子体变形严重，甚至在宇宙背景探测者卫星(Cosmic Background Explorer, COBE) 之前的气球实验中也没有看到。后来我放弃了宇宙学，专注于来自银河系的伽玛射线。我对宇宙天空背景、宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background, CMB) 和星系形成的背景天空感兴趣。由于红外线和长波长的电磁辐射会造成天体前景辐射污染，这些污染比较难在望远镜所接收到的数据中扣除，所以天文学家比较喜欢选择相对容易做硏究的「点源」为目标，因为点源比天空背景辐射污染强得多，容易分离开。

我的天文数据主要是来自空间天文学的卫星数据，我处理了所有COBE卫星的天文背景天空的数据。在数据中，我发现数据的主要缺陷是来自银河尘埃发出的污染，因此，要使得数据较可信，我们必须要扣除数据中这些污染之后，才得出观测结果。在更高的观测频率下，更容易做到以上的效果。我们发现了红外天文背景辐射(Cosmic Infrared Background, CIB)，即星际尘埃吸收了星光的一半辐射，再重新释放为CIB。椭圆星系没有大量气体和尘埃的恒星形成，因此在CIB中几乎不可见。星爆星系则相反，你可以使用史匹哲太空望远镜(Spitzer space telescope) 进行深度调查。

你也可以进行深入调查，查看2万个星系，然后对这些星系(即CIB) 计算平均值。 在3.3、6.2、7.7、8.8微米处存在未识别的红外波段，这些红外波段发出的辐射量并不相同，它来自极小的粘土和大分子的硅酸盐和碳的辐射。这些星系中有50％的碳是这样形式的。

(香港天文学会) 请问大多数红外天文背景辐射(CIB) 来自恒星吗？

(普吉教授) 是的，主要来自旋涡星系和星爆星系中的恒星，其一半辐射覆盖到星际的气体和尘埃，它们吸收后，便会放出红外背景辐射。

(香港天文学会) 请问红外天文背景辐射是否来自芳香族化合物吸收线吗？

(普吉教授) 不是。它们是来自发射线。

(香港天文学会) 请问可以详细讲解1996年的第1次红外天文背景辐射观测吗？

(普吉教授) 我们想要摆脱与红外辐射和气体混合的银河尘埃的影响，所以我们要查看中性氢区域中与尘埃相关的气体，好让我们的观测结果不受影响。另外，我们观测了银河平面的高纬度处位置，星际介质很少使得结果可信。 我们还检测了黄道带光的影响。我们检测到一些有趣的东西，但是很难计算。例如，宇宙学参数之一是电离参数，它是一个光学深度来的，是从第一代星系形成到我们的电子的光学深度。这可以从类星体中测得。其他示例是极化参数和尘埃估计。

(香港天文学会) 教授，请问你是否很难观测到北天区域的红外天文背景辐射？

(普吉教授) 是的，很难检测到北天区域的红外天文背景辐射，但是近期荷兰国家天文团队做得很好。另外，信号在极点处区域微弱。

(香港天文学会) 请问对于普朗克卫星任务的宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background, CMB) 观测中，你如何选择高频仪器的5个频段以进行观测？

(普吉教授) 我们根据感兴趣的参数选择了不超过GHz的频率。我们原想硏究CMB ，但因噪声太大而影响硏究成果。我们还对威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, WMAP)之前的低频段同步加速器辐射感兴趣。它对高频仪器的技术要求不高，例如使用制冷剂系统冷却探测器将辐射热计从太空中的20K冷却。当中有3个主动冷却器加被动冷却器，被动冷却器尤为关键，最后它让检测器冷却至0.1K。 这真是一个非常具挑战性的任务！

(香港天文学会) 请问你是否希望可以从宇宙学尺度检测到更复杂的物质，例如氨基酸？ 我们知道你已经检测到芳烃分子。

(普吉教授) 是，现在我们非常了解如何在太空中建构低温恒星。例如，众所周知，大冰块中的不同形式及其形成方式；我们知道巨分子云内部根本没有pH值。 但是，对于B型恒星，我们知道其边缘处具有pH值，因此我们知道生命可能来自星际介质或银河系中间介质。

(香港天文学会) 教授可以推荐一些书本给我们的会员和同学吗？

(普吉教授) (教授当时没有推荐书本给我们，但叫我们的会员和同学一定要多做天文观测和模拟。)

(香港天文学会) 教授，我们知道詹姆斯·皮布尔斯教授(Jim Peebles) ，他是2004年的邵逸夫天文奖得奖者，在1960年代，他对CIB辐射有一些预测和文章。 你知道你在CIB的发现与他的建议和预测有关吗？

(普吉教授) 当然有关。 我提到了他的预测，也提到了他的论文。 他给我一些关于CIB工作的想法。

文:　梁振声博士， 冯宝基老师，吴国伟先生

2020年3月