勒维特之星

作者|高天可

审核|赵经远

编辑|田坤平

人们恐怕很难想象一百年前哈佛天文台是用什么来替代计算机工作的,不是没有灵魂的电线和硅材,而是一个活生生的年轻女人。她的名字叫海瑞特·斯万·勒维特,她的工作是数星星……像勒维特小姐一样勤劳的人们:他们实际上就是所谓的计算机……检查夜空照片中无数的小光斑,他们边测量边计算,然后把观测结果记录在本子上。

——乔治•约翰逊《勒维特之星》

哈佛大学天文台计算员(图片来源于哈佛大学天文台)

亨丽爱塔·斯万·勒维特出生于1868年7月4日,曾就读于欧柏林学院,后转入哈佛大学女子学院(即后来的拉德克利夫学院),同时她在哈佛大学天文台担任计算员,对哈佛大学天文台拍摄的照相底片进行光谱测量和分类工作。1892年取得学士学位,1893年因在哈佛大学天文台的工作获得天文学硕士学位。1898年成为哈佛大学天文台天文照片负责人,后来勒维特前往欧洲,在贝洛伊特学院担任艺术助理。在这期间,她的听力越来越差,渐渐失聪。

亨丽爱塔•勒维特(图像来源于韦伯州立大学)

1903年回到哈佛大学天文台,当时的哈佛大学天文台台长爱德华·查尔斯·皮克林让她研究大小麦哲伦云中的变星。勒维特当时的工作主要是通过把一张底片覆在另一张上,以做比较来分析得出恒星的亮度变化。她识别出了1777颗变星。1908年,她在《哈佛大学天文台年鉴》上发表了她的初步研究结果,指出越亮的造父变星[变星的一种,造父一(仙王座δ)是其典型代表,因此得名造父变星],其光变周期(亮度变化的周期)越长。

造父一的光变曲线(图片来源于网络)

在1912年发表的另一篇论文中,勒维特仔细研究了小麦哲伦云中25个造父变星的光变周期与亮度,确认两者之间遵循着某种关系(称为周光关系),由此便可通过观测得出的光变周期P来推算绝对星等M,再通过观测得出的目视星等m,使用距离模数(视星等m和绝对星等M之差与距离D的关系,m-M=5lgD-5)就能很容易地算出它们到地球的距离。用《勒维特之星》一书的作者乔治·约翰逊的话说,勒维特已成为“发现如何测量宇宙的女人”。

造父变星的周光关系(图片来源于网络)

但勒维特一生都默默无闻,没有得到应有的尊敬。1921年美国天文学家哈罗·沙普利成为哈佛大学天文台台长,勒维特随之开始领导哈佛大学天文台的恒星测光工作。本以为可以大展身手,但同年年底,她便因癌症逝世。在她去世后,她的发现很快改变了人们对宇宙的认识。她的工作促使沙普利在沙普利—柯蒂斯之争(小星之前有过介绍的哦)中将太阳系从银河系中心移开。除了沙普利的工作之外,另一位美国天文学家爱德温·哈勃也用勒维特的研究来帮助了解仙女座“星云”M31(当时还没有河外星系的概念,以为银河系便是整个宇宙)的距离,他在1920年代用造父变星确定了仙女座“星云”的距离远在银河系的范围之外,换句话说,哈勃认为宇宙中还有其它像我们银河系一样的星系。

工作中的勒维特(图片来源于哈佛大学天文台)

史密松学会的一篇文章中提到:“勒维特的发现是如此重要,以至于1924年瑞典皇家科学院的哥斯塔-米塔-列夫勒曾试图为她提名诺贝尔奖。不幸的是,亨丽爱塔三年前死于癌症,而诺贝尔奖是不追授给逝者的。”造父变星如今仍被用于帮助我们了解天体的距离,随着天体照相技术的持续改进,这些距离也在不断完善。为了纪念勒维特,5383号小行星、月球上的一个环形山以及全天全自动超新星巡天项目(ASAS-SN)的一架望远镜以她的名字命名。

参考资料

1、勒维特之星:https://baike.sogou.com/v76020180.htm?fromTitle=%E5%8B%92%E7%BB%B4%E7%89%B9%E4%B9%8B%E6%98%9F

2、带你去了解著名天文学家哈勃背后的女人:https://tech.qq.com/a/20161113/005035.htm

3、勒维特:https://baike.sogou.com/v73821701.htm?fromTitle=%E5%8B%92%E7%BB%B4%E7%89%B9

4、Henrietta Swan Leavitt:https://en.m.wikipedia.org/wiki/Henrietta_Swan_Leavitt

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