红外天文学奠基人之一的弗兰克·詹姆斯·洛（Frank James Low，上图），在经历了长期的病痛折磨之后于2009年6月11日辞世。亚利桑那大学在悼念弗兰克的讣告中写道：“他对天文学的影响是如此之大，以致于在天文学界只要提及‘弗兰克’三个字就无人不知、无人不晓。”
 

开创性发现颇多

　　1933年11月23日，弗兰克出生于美国阿拉巴马州的莫比尔市。1955年，他获得了耶鲁大学物理学学士学位，1959年，获得赖斯研究所（现为赖斯大学）固体物理学博士学位，导师是哈罗德·罗夏（Harold Rorschach）。弗兰克的博士论文题目为：“液态氦3-核磁绝热快速通道测量。”由于对科学有着巨大的热情以及敏锐的洞察力，他几乎是凭借直觉解决了许多棘手的问题，而他对科学事业的热忱将同事的一些不同意见一撇而概之。
 
　　在获得博士学位以后，弗兰克来到了德州仪器公司工作。在该公司，他最重要的一项发明是可以用作红外探测器的一种低温温度计。1962年，他获得了国家射电天文台的职位――在毫米波天文中试验他发明的辐射热测量计。在那里，他协助企划并启动了12米口径的毫米波望远镜，该望远镜现在仍然在基特峰运行。在此前的1961年，弗兰克遇到了麦克唐纳天文台的哈罗德·约翰逊（Harold Johnson），他是近红外天文学的开创者。直到1963年，他们开始探索在地面上探测从1微米到25微米的红外波段。
 
　　随后，弗兰克来到赖斯研究所工作了一段时间；然而，在1965年又到了亚利桑那大学的月球和行星实验室工作，并在那里做出了很多开创性的发现。其中的一项发现是：土星和木星辐射相当多的能量，这远比它们从太阳吸收的能量要多。1967年，他和研究生道格·克莱因曼（Doug Kleinmann）发现了年轻一代恒星形成区域的雏形，现在命名为克莱因曼-洛星云（简称KL星云）。他们同时还发现了诞生恒星的星系和活动星系核中大量中红外辐射的输出。
 
　　为了避开大气对红外线的吸收，在1966年和1967年，弗兰克和卡尔·吉莱斯皮（Carl Gillespie）使用了一架道格拉斯A-3B型轰炸机来测量太阳在1毫米波段的能量输出。1969年，他通过在一架李尔式喷射机上安装一架12英寸的天文望远镜，进而开启了机载天文学的大门。通过这架12英寸望远镜的观测，弗兰克和研究生乔治·奥曼（George Aumann）证实了土星和木星的内部能量，并观测到了来自于恒星形成区域和河外星系发出的显著的远红外射线。
 

红外天文学推手

　　1967年弗兰克成立了红外线实验室。该实验室向世界各地的天文学家提供最先进的天文仪器。在许多情况下他都是免费提供这些天文仪器，仅仅是要求作为共同参与者署名而已。同时，他有着强烈的竞争意识，经常与他曾经免费提供仪器的团组进行竞争，其结果是推进了地面和机载红外天文学的发展。
 
　　由于地面和机载望远镜会产生强烈的红外辐射而妨碍自身的工作，弗兰克因此与弗雷德·吉列特（Fred Gillett）等人开始了红外天文卫星有效载荷的研发。这是首个在太空中运行的红外天文观测台，并于1983年发射（由美国、英国与荷兰联合建造）。在大气辐射和吸收之上，红外天文卫星实现了无与伦比的低温灵敏度，并且还建立了第一个基本参考源表。
 
　　在参与红外天文卫星研发的同时，弗兰克还参与了空间红外望远镜的研发工作――空间红外望远镜能够更详细地研究个别红外线辐射源。由于资金的缺乏，该项目被推迟了很多年。1993年，他通过将望远镜向太空辐射的热量与一个简单的液态氦容器结合，进而消除余热并把望远镜的温度降到6开，屏蔽了在远红外探测器中可能出现的任何不需要的信号。
 
　　在接下来的一年中，弗兰克同喷气推进实验室的工程师们合作，证实了这种方法的可行性。新的冷却方法不但可以确保计划的实施，而且还降低了成本，这使得美国国会在1998年批准了该项目设施的建设――现在被称为斯皮策空间望远镜。在许多红外望远镜的计划中，辐射冷却技术已被普遍采用，其中包括计划于2014年发射的6.5米口径的詹姆斯韦伯空间望远镜。
 
　　弗兰克率领的研究小组开启了现代红外天文学的先河。这一领域已经有40年之久，现在已经遍及地面、天空和太空，而所有这些全部是弗兰克开创的。他的逝世，使得天文学界失去了一位改变人类观测宇宙方式的真正的创新者。
 
 

资料来源 Physics Today

责任编辑 则 鸣