採訪 / 何郁庭（科學推展中心執行編輯）．撰稿 / 鄭懋奇（科學推展中心特約編輯）
審訂 / 楊湘怡（國立清華大學天文研究所副教授）
兩千多年前，東方有三位學者，因看見一顆在夜空中熠熠生輝的星，毅然踏上漫長的追尋之旅，深信那顆星將指引他們找到真理與盼望。兩千年後在臺灣，也有一位循星光引路的學者，她是清華大學的楊湘怡老師，曾透過高效能數值模擬，成功解開銀河系中巨大泡泡的身世之謎，為天文學界開創新局。作為一位天文學家，除了探勘宇宙深處，更多時候也需要跨越生命中的黑暗時刻；而她用親身經歷證明：持續挺進，便能擺脫懷疑。
電影帶來的啟蒙：我想當這樣的天文學家
楊湘怡老師的天文夢始於高中時期，但真的開始把夢做成現實，或許能說是電影《接觸未來》給她的勇氣。主角艾麗是位天文學家，在電影中為了實現接觸外星的夢想，非常努力地克服來到眼前的諸多困難。艾麗對夢想的堅持，激勵受天文學吸引已久的楊湘怡老師。她還記得當年一走出電影院，心裡立刻有個聲音說：「我就是想要變成這樣子的天文學家。」
她大學選擇就讀物理系，因為星體背後的運作機制，全都跟物理有關。「離地球如此遙遠的星系所發生的事情，竟然跟地球上的物理定律完全一樣！」她一邊讚嘆，一邊學習。除了課本理論，同時參加天文社，還趁暑期做中研院天文所的研究計畫，用自己的腳步，慢慢靠近那看似遙遠的天文物理。
航進幽谷晦暗，信仰是最亮的星
雖然腳踏實地，追星過程仍難免落入黑洞。研究所畢業後，楊老師到美國攻讀博士班，明明離夢想更近了，她卻迎來一段長達三年的黑暗期。博班生涯因周遭同儕的優秀備感壓力，屢次自我懷疑：「世界上比我聰明的人這麼多，科學界真的還需要我嗎？」轉行的想法出現過不只一次，研究成果不如預期、畢業後尋職未果等大小挫折，都讓她一次次被沮喪淹沒。
禱告，是身為基督徒的她，在低潮時習慣去做的事。說也奇妙，三年間、三次想放棄，都在禱告後發生了神奇的事情，像是突然收到母親轉寄腦麻發明家劉大潭勵志的生命故事、論文隔天就被接受，以及收到理想工作的聘書，彷彿是上帝正透過這些巧合告訴她：要繼續發揮天賦和才能，在自己的崗位上好好努力。往後她不再問：「該不該做？」抹去自我懷疑和比較心，留下的只有心無旁騖的專注，在天文學領域深入航行。
看見不可見的光，以宇宙射線觀測全面
心懷仰望的星，楊湘怡老師勇敢投入艱深的宇宙射線與磁場模擬領域。2011年她拿到博士學位，當時研究該領域的團隊在天文界中仍極為少數，尋覓博士後研究員職缺時，剛好遇到美國密西根大學，專門開發宇宙射線模型的團隊有開缺，楊老師用「很幸運」來描述她獲得這個機會的感受。
但建構宇宙射線的模型難在哪裡？又為什麼重要？楊老師解釋，宇宙射線模擬能「為天文學研究提供另一角度的觀測」。傳統的數值模擬多半只處理宇宙中的氣體如何演化，成果僅能對應到可見光波段的星系樣貌。但銀河系中還充滿著另一種截然不同的物質：宇宙射線，它們的演化方式與物理行為和一般氣體完全不同，所發出的輻射，也落在我們肉眼看不見的伽瑪射線或無線電波波段。
因此，當模擬中同時包含了氣體和宇宙射線，便能預測同一個星系在不同波段下的樣貌，不再局限於可見光，能更全面地理解一個天體背後的物理機制與完整樣貌。
銀河泡泡打哪來？破解天文學界十年懸案
2022，楊老師以揭開「費米泡泡」和「義羅西塔泡泡」身世的研究成果，登上國際期刊《自然天文學Nature Astronomy》。費米泡泡早在2010年就被發現存在於銀河系中，當時天文學界對這個巨大泡泡的成因爭論不休，始終沒有定論，楊老師曾嘗試以黑洞噴流模型解釋，雖有答案，卻非唯一可能。
直到2020年，義羅西塔泡泡被發現。這組新的觀測數據，讓楊老師非常興奮，她回頭查看十年前的模擬數據，重新測試後，找到一組噴流參數，能夠同時吻合伽瑪射線的費米泡泡和X射線的義羅西塔泡泡，解開了費米泡泡懸宕多年的身世之謎──這兩個巨大泡泡，很可能都是260萬年前銀河系中心黑洞猛烈噴發的結果。
研究成果能登上自然期刊，對楊老師這樣的理論學家來說並不容易，比起觀測學家，純理論的論文發表被刊載是較少見的。對她來說，這不只是一次天文學上的大發現，同時是她個人研究生涯中的重要突破，後續她也帶領研究團隊，持續深入探討該主題。
從追星到點亮繁星，打破女性冒牌者效應
在美國流浪十幾年後，楊老師選擇和先生一起回到臺灣任教。「我們可以幫助到更多的臺灣學生」，簡單的理由背後是對家鄉的巨大使命感。她規劃了第一個黑洞天文物理導論課程，將最新的知識帶給年輕學子。教學之餘，這些年研究獲獎無數，包括吳大猷獎、台灣傑出女科學家新秀獎，對楊老師來說既是鼓勵，也是激勵她要「名副其實」的提醒。
身為一位女性科學家，她不避談女性在研究之路上遭遇的掙扎，除了社會、文化等外在環境加諸的壓力，「冒牌者效應」則是女性在面臨機會和肯定時，很容易升起的一種閃避心情。
認為自己不夠好、不夠格，就像個冒牌貨，這些自我貶低讓女性與男性相比，較少站上舞台。不只科研工作，各領域越是往高處走，女性比例往往越低。因此，榮獲台灣傑出女科學家新秀獎對她來說別具意義，她也十分期待與不同年齡層的學生對談，分享自己一路走來的心路歷程。
光照黑洞，好奇心永不止息
當一個人追隨光，自己也將成為光。回顧一路以來的種種，楊湘怡老師以自身經驗化為鼓勵傳承：「不要懷疑自己，相信別人的肯定。遇到機會勇於嘗試，就可以找到更寬廣的天空。」從電影《接觸未來》的啟蒙，到信仰伴她穿越迷惘，而今帶著照亮後進的使命。楊老師如同兩千年前的東方博士，一路追尋著心目中的伯利恆，在奧秘的宇宙中解開一道又一道謎題。
眼前，她繼續探索黑洞噴流的問號，那是接續在費米泡泡與義羅西塔泡泡身世之後的延伸題──260萬年前，一向寧靜的銀河系發生什麼事？她也想知道，這樣的能量噴發，是否也曾在其他星系上演？黑洞噴流在星系演化中，究竟扮演著什麼樣的角色？這些提問跨越尺度之大，至今還沒有任何數值模擬能涵蓋，就連觀測都充滿困難。但有時研究之所以迷人，正是因為它艱鉅；如同對一位天文學家來說，最璀璨的星空，或許不在銀河座落的方位，而是那顆，滿佈好奇的心和眼睛。
