日报标题：天文学家是怎么选择「这颗星星就由我来守护」的？
黄崧，Astronomy is life!
天体物理那么多分支那么多领域，每个和每个都不大一样，没法一概而论……简单说，跟搞对象差不多吧，什么奇技淫巧都有，一见钟情的也有，苦苦等待的也有，坐在海滨浴场看波涛汹涌的也有
非常不科学地说可以分成几类 （我自己是做星系的，所以举的例子都比较偏向自己熟悉的领域，见谅）：
1. 爱你一万年型：有些是因为没得挑，你让研究太阳物理的同学挑什么……研究行星到地质学层次上的，太阳系里就那么几颗，银河系里面也只有一个超大质量黑洞。宏观尺度上研究宇宙学，比如微波背景辐射的也可以算这一类吧；还有的是因为某些天体一朝成名，已经成为业内标杆。银河系里的著名恒星形成区，超新星遗迹，那几个著名的恒星级别黑洞候选，等等；猎户星云之于恒星形成区，M82 之于近邻星暴星系，Arp220 之于近邻更星暴的星系，室女和后发星系团之于于大质量星系团研究，都是超级明星般的存在。如果在相关领域里有了什么好玩的想法，或者出现新的观测手段，肯定先找这些家伙看看。举个例子，耶鲁大学的 Pieter van Dokkum 教授和多伦多大学的 Robert Abraham 教授开发了新的照相机阵列用于超长时间的深场曝光，想找一个星系团观测，自然首先想到了后发星系团（Coma），结果发现了很多意想不到的的暗弱矮星系。
2. 窝边草最好吃型：和上一类有重叠，不过没得选更多的是因为身边只有这些目标了。银河系也好，M31 也好，大小麦哲伦星云（系）也好，都未必是最有意思的星系。但如果你研究星系里面恒星，气体等等演化到了有必要能分辨开一颗一颗恒星，看清一块块恒星形成区为止，他们就是离得最近的。其他很多领域里也有类似的情况，我要解决的问题必须需要足够的空间分辨率等条件，在现有观测技术下，只有这些天体符合要求，那就来吧。不过，并不是说窝边草就不好吃，邻家大哥或者小妹也可以很可爱的：比如 M31，研究一辈子的大有人在。
3. 守株待兔型：（本来想叫天亮说分手型的，后来觉得影响不好，你懂的……）暂现天体（Transiant）现在不要太热门。在天体物理的语境下，几乎所有波段，所有领域里的暂现源都意味着有趣的物理过程。无论是超新星，灾变变星，恒星微引力透镜现象，伽马射线暴，快速射电暴等等，甚至可以说太阳物理观测里的耀斑爆发和日冕物质抛射也属于这类。这些领域的观测没什么好说的，有了合适的仪器，持之以恒的观测，耐心等着运气到了上门就是了。这方面，人类的运气还是不错的，1987A 爆发碰巧很快被业余爱好者发现并报告，正好超神冈在工作；前阵子的引力波源也是，LIGO 升级开机没几天就撞上了。这类观测在未来有着非常好的前景，随着观测的进步，天文观测的时间分辨能力在不断提高，很多我们之前没有想到的现象纷纷出现；即便是对于天文学家从未失去兴趣的超新星，也有越来越多有趣的新发现被这种守株待兔的观测抓到。
4. 众里寻她（他）千百度型：有些科学家根据前人的观测以及理论的预测明确的指出了某类天体或者现象的存在，但是暂时还没有观测到，或者没有积累足够的证据。怎么办，大海捞针慢慢找吧；高红移类星体，强引力透镜天体，亚毫米波星系，宇宙中第一代星系，宇宙中第一代恒星，等等等等。。。都经历了，或者还在经历着这样的过程。以类星体为例，几代天文学家通过不断尝试各种筛选手段，不断更新仪器，不断向着宇宙深处苦苦寻找。当然，现在我们发现，其实最好的选择就是不要选择 （嗯，选择效应或者选择偏差可是严肃的数据处理问题）。应该说从 Palomar 巡天开始，到 2MASS，到 CfA 红移巡天，到一系列成功的高能，红外卫星，再到改变了天体物理面貌的 SDSS，走的都是这条路。尽可能多的在仪器允许范围内获得更多的数据，再慢慢筛选研究；沧海一粟，我把海淘干了也就找到了吧？同时，比寻找稀有天体更重要的，这样的巡天观测可以说彻底改变了天体物理研究和教育的方式；SDSS 巡天几乎可以说定义了现代天文巡天的工作模式，所有的数据在一段时间的分析后都会对所有同行和全社会发布：轻点鼠标，宇宙就在你眼前。正式因为这些巡天数据的出现，也让下面一种类型的目标挑选方式成为了可能。
5. 世纪佳缘搜一搜型：很多情况下，根据科学选题和目标，结合已有的观测数据和理论预测，天文学家可以清晰地描绘出自己理想的“对象” （身高 160 公分以上，不要太胖，也别太瘦，年龄合法…之类的)；既然上一个类型的巡天观测其实已经帮我们建立了丰富的数据库（简称相亲网站），那么我们就搜一搜好了。天体物理问题往往需要依赖统计证据，所以天文学家都比较博爱，经常会把所有符合标准的都挑出来，美其名曰“样本”；有的时候为了物理上的严谨，还会定义一个对照样本 （身高体重相同的 18 岁青年，究竟是男孩子更可爱还是女孩子更可耐呢？那么我们最好对比一下）。就像实际生活里的世纪佳缘一样，听上去确实不如一见钟情浪漫，不如守株待兔刺激，但是，往往解决实际问题；以星系演化为例，SDSS 巡天提供给我的百万个星系尽管每个看上去都不如 M31 好看，但是在里面挑选出的各种不同类型的样本带给了我们一幅更生动的星系演化物理图像。
6. 坐看波涛汹涌型：我快编不下去了……这个《清华夜话》梗还有人知道吗？和上面的类似，很多天体物理研究都需要大样本统计，但是这一类型的人修炼得更好。坐在夏天的海滨浴场，你看到一个一个美丽的姑娘，壮硕的小伙，他们眼里只有波涛汹涌。一般来说，观测宇宙学家属于这类高（bian）人（tai）。为了利用弱引力透镜或者相关函数研究大尺度结构，他们需要尽可能大的样本；对弱引力透镜，他们需要比要研究的红移距离更远的所有星系的形状测量和这些天体的红移分布；而很多相关函数研究只需要知道天体所在的红移和光度，以及一些相对粗略的统计分类就可以了。未来的 LSST, WFIRST, DESI, PFS 巡天都是这些科学家主要觊觎的观测。
7. 你看我的充气娃娃多逼真型：仅以此类型献给我们奋战在数值模拟领域上的同行们。
这篇有些开玩笑，也别太当真。基本上，当你进入了一个领域，有了足够的积累，不是有了科学想法，主动的寻找目标，就是通过观测看到了感兴趣的天体。
Luyao Zou，光谱学/物理化学/文理叠加态
@黄崧 博士把各种情况总结得都很好了。我这里补充一点自己了解过的天文台的运作方式。尽管每个领域可能都有一些明星天体属于必观测的，但对于每一个天文台或者空间望远镜项目来说，什么时候观测，观测哪一个天体，用什么波段和观测参数，由谁来观测，都是需要事先周密安排的（暂现天体另说）。
我主要接触的是射电天文台的工作流程，但是流程应该也具有普适性。一般来说，大型天文台每年都会有观测周期，叫做一个 cycle，大概通常是半年或一年。通常，在周期开始半年之前，天文台早早的就会向学术共同体发起邀请，叫做 call for proposal，邀请学界的项目负责人（PI）来申请新的观测项目。在 call for proposal 邀请发出的时候，天文台会发布下一个观测周期之中，接受哪几种类型的观测项目，各分配多少观测时间，哪些设备可供使用，谁有优先权，以及递交申请材料和评估的各项事务的时间表。
第一关：申请人资格。谁有资格申请天文台的观测，要看这个天文台的政策。通常，天文台都会开放两类时间。第一类是专供投资建设天文台的国家或者盟国使用的。谁出钱谁用嘛，天经地义的事情。第二类是开放给全世界学术共同体的，叫 open time。
第二关：准备申请材料。这是最耗精力的环节。作为一个 PI，想申请一个观测项目，必须要考虑这个项目的科学价值和技术方案。这个观测在科学性上有没有意义和创新之处？为了达到这个观测目的，需要使用世界上哪一个天文台，使用哪些观测参数，观测多久。这些都是 PI 需要在撰写项目申请书的时候需要回答的问题。这个过程中，除了想清楚自己的科学研究价值之外，PI 也需要花费大量的精力去学习想申请的天文台的各项技术指标，并自行计算自己所需要的合理观测参数。
第三关：撰写并递交申请材料。确定好自己的方案之后，就需要按照天文台给出的格式和内容要求，撰写 proposal。有一些天文台有自己专门的平台和软件来递交申请，比如 ALMA。如果你以前没有用过，还要花时间去熟悉这个软件平台。
第四关：评审。天文台通常会组织领域内的专家组成评审团，对所有递交上来的项目申请书做评审。标准总得来讲就是看：科学价值和原创性，项目书的规范和明晰程度，以及技术上与天文台的匹配度。有一些情况，比如重复申请了以前用相同的参数已经观测过的天体，项目书写得一团糟，不能说服评委科学上的重要性，或者提出的观测技术要求天文台无法满足：这些情况肯定是通不过的。不过是人的评审就也一定会存在一些集体的偏好，尤其是现在红的发紫的 ALMA，作为全球分辨率最高的射电望远镜阵列，谁都想用，项目书实在是太多了，根本排不过来。这个时候，有些 PI 项目书尽管写得很好，可能其领域没有那么受到重视，运气不好，也会轮不到。那就等下一个周期继续申请啦。
第五关：观测。如果评审过了，通常就意味着你得到时间观测啦！大型天文台都有专门的技术人员负责观测任务，学者有时也会去天文台和技术人员一起观测，方便交流。具体的观测时间，也要视实时天气状况而定。