基本信息
方玄  男  博导  中国科学院国家天文台
电子邮件: fangx@nao.cas.cn
通信地址: 北京市朝阳区大屯路甲20号 中国科学院国家天文台
邮政编码: 100101

研究领域

恒星是组成星系的基石;恒星演化驱动了星系和宇宙的演化。中低质量恒星(介于18个太阳质量)占据了宇宙星族的绝大多数>90%)。这类恒星在其演化晚期会以星风的形式抛出外层大气,同时中心星塌缩,逐渐形成炽热的白矮星,将星周气体电离,形成拥有强发射线的行星状星云(Planetary Nebulae – PNe)。作为宇宙中分布最为广泛的一类星际介质,行星状星云是研究众多天体物理过程的理想实验室—从恒星演化、星风动力学到微观的原子过程,并因其明亮的窄发射线而成为星系化学与动力学的理想示踪体。通过对行星状星云进行分光观测研究,可以了解其前生星恒星内部核合成以及星系、宇宙的化学增丰历史,验证恒星演化理论,检验基本原子参数。行星状星云是天文学研究中最为通用而强大的工具之一。

本人致力于采用先进的观测手段和理论方法,研究行星状星云的形成、演化和相关过程,以解决天体物理学中的基本问题。通过申请大型地面光学望远镜(如西班牙10.4米加那利大望远镜GTC)的观测时间,对银河系内及河外星系中的行星状星云开展深度分光观测,利用光谱发射线计算行星状星云的元素丰度,以探究星系的化学演化,并验证渐进巨星(AGB)核合成理论模型。同时利用哈勃太空望远镜(HST)和先进地面光学红外望远镜,对银河系内的行星状星云开展多波段(紫外-光学-红外)高空间分辨率成像观测,以研究恒星晚期演化的RGB/AGB阶段的物质损失过程和对银河系中星际介质的反馈机制,并解答恒星演化研究中著名的“质量丢失问题”(The Missing Mass Problem)。

同时,计划使用大型地面光学红外望远镜,开展系外行星大气的光谱观测研究;通过分析系外行星的透射光谱(transmission spectrum),了解系外行星大气中的原子分子组成和热结构。

招生信息

本人计划2023年招收两名博士研究生。他们将在我指导下开展恒星晚期演化和系外行星大气的研究,具体研究内容包括:

1)利用大型地面光学红外望远镜(如西班牙10.4米加纳利大望远镜GTC),对银河系内及河外星系中的行星状星云开展分光观测,通过细致的光谱分析得到星云的各种元素丰度,以限制恒星内部核合,研究恒星演化对星系的化学增丰。

2)利用大型地面光学红外望远镜和太空望远镜(如哈勃太空望远镜HST)对银河系内和大、小麦哲伦云中的行星状星云开展多波段成像观测,以研究行星状星云的形态与恒星星族的关系;同时结合数值模拟,研究星云形态结构的形成和星风动力学。

3)利用大型地面光学红外望远镜,开展系外行星大气的光谱观测研究;通过分析系外行星的透射光谱(transmission spectrum),了解系外行星大气中的原子分子组成和热结构。

招生专业
070401-天体物理
招生方向
恒星演化,星际介质,行星状星云
元素丰度,天文分光
系外行星大气

教育背景

2005-09--2011-06   北京大学   博士学位
2000-09--2004-06   武汉大学   学士学位
学历

北京大学,天文系,博士研究生。

学位
北京大学,天文系,天体物理学博士学位(2011年)

主持天文观测项目

已经设计并主持多个国际合作天文观测项目。使用的先进望远镜包括西班牙旗舰设备10.4米加那利大望远镜GTC和哈勃太空望远镜HST。作为PI获得了超过150个小时的GTC观测时间。在此部分列出:

(1) PI:哈勃太空望远镜HST观测项目GO #13838 “UV mapping of the extremely collimated outflows of the proto-planetary nebula Hen3-1475”, 2015年夏

(2) PI:GTC观测项目 #GTC08-20B “A Census Study of M31-M33 interaction through GTC Spectroscopy of Planetary Nebulae”, 2020年秋,12小时

(3) PI:GTC观测项目 #GTC1-19ACNT “GTC MEGARA First Imaging of the First Ever Fast Collimated Outflow in a Planetary Nebula”, 2019年冬,7小时

(4) PI:GTC观测项目 #GTC2-19ACNT “Mapping the Born-again Eject of the Inside-out Planetary Nebula HuBi 1 with GTC MEGARA”, 2019年夏,2小时

(5) PI:GTC观测项目 #GTC98-17B “A Census of the Extended Halo of M31 Using Planetary Nebulae”, 2017年秋,23小时

(6) PI:GTC观测项目 #GTC25-16B “Peering into the Substructures of M31 using Planetary Nebulae”, 2016年秋,30小时

(7) PI:GTC观测项目 #GTC66-16A “Chemical Abundances of Compact Planetary Nebulae in the Galactic Disk”, 2016年夏,40小时

(8) PI:GTC观测项目 #GTC92-15B “Peering into the Substructures of M31 using Planetary Nebulae”, 2015年秋,30小时

(9) PI:GTC观测项目 #GTC55-14B “Constraining the Origin of Substructures in M31 Using Planetary Nebulae”, 2014年秋,15小时

(10) PI:2.54米北欧望远镜(Nordic Optical Telescope)观测项目 “Spectroscopy and Imaging of the Born-Again Planetary Nebula Abell30”, 2014年冬,三个晚上

(11) PI:5.1米海尔望远镜(P200)观测项目 “Spectroscopic Observations of Planetary Nebulae in the Northern Spur Substructure of M31”, 2011年秋,两个晚上

工作简历
2021-01~现在, 国家天文台, 研究员
2020-01~2020-12,国家天文台, 副研究员
2016-03~2019-12,香港大学, 博士后
2013-09~2016-02,西班牙高等科学研究委员会IAA-CSIC研究所, 博士后
2011-07~2013-08,北京大学, 博士后
社会兼职
2019-12-31-2023-12-29,香港大学名誉副教授(Honorary Associate Professor), 名誉性兼职

出版信息

   
发表论文
[1] Sun, NingChen, Maund, Justyn R, Crowther, Paul A, Fang, Xuan, Zapartas, Emmanouil. Toward a better understanding of supernova environments: a study of SNe 2004dg and 2012P in NGC 5806 with HST and MUSE. 2021, http://arxiv.org/abs/2011.13667.
[2] Guerrero, M A, Cazzoli, S, RechyGarcia, J S, RamosLarios, G, MontoroMolina, B, GomezGonzalez, V M A, Toala, J A, Fang, X. Tomography of the Unique Ongoing Jet in the Planetary Nebula NGC 2392. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2021, 909(1): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000625540900001.
[3] RechyGarca, J S, Guerrero, M A, Santamara, E, GmezGonzlez, V M A, RamosLarios, G, Toal, J A, Cazzoli, S, Sabin, L, Miranda, L F, Fang, X, Liu, J. Discovery of a Fast Expanding Shell in the Inside-out Born-Again Planetary Nebula HuBi 1 Through High-Dispersion Integral Field Spectroscopy. 2020, http://arxiv.org/abs/2009.13575.
[4] Tian, Zhijia, Liu, Xiaowei, Yuan, Haibo, Fang, Xuan, Chen, Bingqiu, Xiang, Maosheng, Huang, Yang, Bi, Shaolan, Yang, Wuming, Wu, Yaqian, Wang, Chun, Zhang, Huawei, Huo, Zhiying, Yang, Yong, Liu, Gaochao, Guo, Jincheng, Zhang, Meng. A Catalog of RV Variable Star Candidates from LAMOST. ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES[J]. 2020, 249(2): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000556829300001.
[5] Fang, Xuan, GarciaBenito, Ruben, Guerrero, Martin A, Zhang, Yong, Liu, Xiaowei, Morisset, Christophe, Karakas, Amanda I, Miller Bertolami, Marcelo M, Yuan, Haibo, CabreraLavers, Antonio. Chemical Abundances of Planetary Nebulae in the Substructures of M31. II. The Extended Sample and a Comparison Study with the Outer-disk Group. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2018, 853(1): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000423305600001.
[6] Fang, Xuan, Zhang, Yong, Kwok, Sun, Hsia, ChihHao, Chau, Wayne, RamosLarios, Gerardo, Guerrero, Martin A. Extended Structures of Planetary Nebulae Detected in H-2 Emission. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2018, 859(2): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000433446900004.
[7] Fang, Xuan, Gomez de Castro, Ana I, Toala, Jesus A, Riera, Angels. HST STIS UV Spectroscopic Observations of the Protoplanetary Nebula Hen3-1475. ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS[J]. 2018, 865(2): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000446203600002.
[8] Li, AnQi, Li, ZhiYuan, Dong, Hui, Fang, Xuan, Xu, XiaoJie. Planetary nebulae in the circumnuclear region of M31: a spectroscopic sample. RESEARCH IN ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS[J]. 2018, 18(11): [9] Guerrero, Martin A, Fang, Xuan, Miller Bertolami, Marcelo M, RamosLarios, Gerardo, Todt, Helge, Alarie, Alexandre, Sabin, Laurence, Miranda, Luis F, Morisset, Christophe, Kehrig, Carolina, Zavala, Saul A. The inside-out planetary nebula around a born-again star. NATURE ASTRONOMY[J]. 2018, 2(10): 784-789, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000446135800014.
[10] Esteban, C, Fang, X, GarciaRojas, J, Toribio San Cipriano, L. The radial abundance gradient of oxygen towards the Galactic anti-centre. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2017, 471(1): 987-1004, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000408211700068.
[11] Yang, Huiqin, Liu, Jifeng, Gao, Qing, Fang, Xuan, Guo, Jincheng, Zhang, Yong, Hou, Yonghui, Wang, Yuefei, Cao, Zihuang. The Flaring Activity of M Dwarfs in the Kepler Field. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2017, 849(1): http://ir.bao.ac.cn/handle/114a11/20188.
[12] McNabb, I A, Fang, X, Liu, X W. Very Large Telescope deep echelle spectroscopy of Galactic planetary nebulae NGC 6153, M 1-42 and Hf 2-2. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2016, 461(3): 2818-2846, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000383481100040.
[13] Mata, H, RamosLarios, G, Guerrero, M A, NigocheNetro, A, Toala, J A, Fang, X, Rubio, G, Kemp, S N, Navarro, S G, Corral, L J. Spitzer mid-infrared spectroscopic observations of planetary nebulae. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2016, 459(1): 841-853, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000376386600064.
[14] Fang, Xuan, Guerrero, Martin A., Toala, Jesus A., Chu, You-Hua, Gruendl, Robert A.. HST STIS observations of the mixing layer in the Cat's Eye Nebula. 2016, http://arxiv.org/abs/1603.06689.
[15] Fang, Xuan, Guerrero, Martin A., Miranda, Luis F., Riera, Angels, Velazquez, Pablo F., Raga, Alejandro C.. Hu1-2: a metal-poor bipolar planetary nebula with fast collimated outflows. 2015, http://arxiv.org/abs/1507.00284.
[16] Fang, Xuan, GarciaBenito, Ruben, Guerrero, Martin A, Liu, Xiaowei, Yuan, Haibo, Zhang, Yong, Zhang, Bing. CHEMICAL ABUNDANCES OF PLANETARY NEBULAE IN THE SUBSTRUCTURES OF M31. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2015, 815(1): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000367105000069.
[17] Toala, J A, Guerrero, M A, Todt, H, Hamann, W R, Chu, Y H, Gruendl, R A, Schoenberner, D, Oskinova, L M, MarquezLugo, R A, Fang, X, RamosLarios, G. THE BORN-AGAIN PLANETARY NEBULA A78: AN X-RAY TWIN OF A30. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2015, 799(1): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000348214500065.
[18] Kwitter, K B, Mendez, R H, Pena, M, Stanghellini, L, Corradi, R L M, De Marco, O, Fang, X, Henry, R B C, Karakas, A I, Liu, X W, Lopez, J A, Manchado, A, Parker, Q A. THE PRESENT AND FUTURE OF PLANETARY NEBULA RESEARCH. A WHITE PAPER BY THE IAU PLANETARY NEBULA WORKING GROUP. REVISTA MEXICANA DE ASTRONOMIA Y ASTROFISICA[J]. 2014, 50(2): 203-223, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000342655500005.
[19] 方玄. Expansion of hydrogen-poor knots in the born-again planetary nebula A30 and A78. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2014, [20] Fang, X, Liu, X W. Very deep spectroscopy of the bright Saturn nebula NGC 7009-II. Analysis of the rich optical recombination spectrum. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2013, 429(4): 2791-2851, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000318272600003.
[21] 方玄, P. J. Storey, Xiaowei Liu. New Effective Recombination Coefficients for Nebular N II Lines (Corrigendum). Astronomy & Astrophysics[J]. 2013, [22] McNabb, I A, Fang, X, Liu, X W, Bastin, R J, Storey, P J. Plasma diagnostics for planetary nebulae and H II regions using the N II and O II optical recombination lines. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2013, 428(4): 3443-3461, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000318232000049.
[23] Fang, X, Zhang, Y, GarciaBenito, R, Liu, X W, Yuan, H B. SPECTROSCOPIC OBSERVATIONS OF PLANETARY NEBULAE IN THE NORTHERN SPUR OF M31. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2013, 774(2): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000323888900047.
[24] Zhang, Y, Fang, X, Chau, W, Hsia, C H, Liu, X W, Kwok, S, Koning, N. Fe III EMISSION LINES IN THE PLANETARY NEBULA NGC 2392. ASTROPHYSICAL JOURNAL[J]. 2012, 754(1): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000306111800028.
[25] Fang, X, Liu, X W. Very deep spectroscopy of the bright Saturn nebula NGC7009-I. Observations and plasma diagnostics. MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY[J]. 2011, 415(1): 181-198, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000293755000032.
[26] Fang, X., Storey, P. J., Liu, X. -W.. New effective recombination coefficients for nebular N II lines. http://arxiv.org/abs/1103.5558.

科研活动

1. 主持国家天文台“银河系三维结构”研究团组每周五组会讨论。

2. 发起并主持国家天文台“GTC课堂”(GTC Academy)前沿系列讲座,邀请国内外在各自领域有突出科研成就的同行开展学术讲座,旨在面向国内天文学界讲授基于8-10米级大型光学红外望远镜观测的科学。2021年5月成功举办至今,每两周举办一次。

3. 参加国家天文台每日文献(astro-ph)讨论,10:30-11:30 AM。

4. 定期与北师大、新疆天文台课题组举办线上/线下学术研讨。

科研项目
( 1 ) 类地行星的形成演化及其宜居性, 参与, 中国科学院计划, 2020-01--2024-12
参与会议
(1)The merging history of M31 revealed through GTC spectroscopy of planetary nebulae   Xuan Fang   2019-10-20
(2)HST STIS UV Spectroscopic Observations of Proto-planetary Nebula Hen3-1475   Xuan Fang   2017-12-11
(3)Abundances and Gradients in M31 – A Chemical Study of Planetary Nebulae in the Substructures   Xuan Fang   2016-10-10

指导学生

现指导学生

屠志军  博士研究生  070401-天体物理