“你咋不上天呢?”“这就走!陪你看星星去”

2016-05-23作者:卢昌海, 著编辑:清华大学出版社

▲美国国家航空暨太空总署(NASA)今天宣布, Kepler太空望远镜证实又发现1284颗系外行星,将近550颗可能是类似地球的多岩石星球,其中9颗位于适合居住地带,上面可能有生物,这使得目前已知适合居住的系外行星增加至21颗。


▲NASA华盛顿总部首席科学家Ellen Stofan说:“这给予我们希望,在某个地方,围绕类似我们太阳的恒星,我们最终可发现另一个地球。”


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▲清君不敢想象:未来的某一天,也许我们会一起启程,去到另一个地球开始全新的生活。

 

▲▲▲然而这难以想象的未知太空旅行,是不是该归源于天文观测的发展。


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▲天文观测在外人看来也许是一项很浪漫的事业,但实际上虽不乏浪漫,却也充满了艰辛。即便拥有高质量的望远镜,一项天文发现的背后也往往凝聚着天文学家长年累月的心血。


▲赫歇耳不仅在制作望远镜上走在了同时代人的前面,在天文观测上也有着常人难以企及的细心和热忱。他一生仅巡天观测就进行了四次之多,每一次都对观测到的天体进行了系统而全面的记录。从一次注定不可能有重大发现的巡天观测开始自己的观测生涯,极好地体现了赫歇耳在天文观测上扎实、沉稳、严谨、系统的风格。除了这种极具专业色彩的风格外,赫歇耳对天文观测的酷爱程度也是非常罕见的。他对观测的沉醉,实已达到了废寝忘食的境界。在他从事观测时,食物常常是卡洛琳用勺子一小口一小口地喂进他的嘴里,而睡觉则往往要托坏天气的福。正是这样的专业风格与忘我热忱的完美结合,最终成就了天文观测史上的一次伟大发现。


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▲1781年3月13日夜晚10点到11点之间,赫歇耳的望远镜指向了位于金牛座(Taurus)一“角”(ζ星)与双子座(Gemini)一“脚”(η 星)之间的一小片天区。在望远镜的视野里,一个视星等在6左右,略带圆面的新天体引起了赫歇耳的注意。那会是一个什么天体呢? 


▲由于恒星是不会在望远镜里留下圆面的,因此这一天体不像是恒星。为了证实这一点,赫歇耳更换了望远镜的镜片,将放大倍率由巡天观测所用的227倍增加到460倍,尔后又进一步增加到932倍,结果发现这个天体的线度按比例地放大了。毫无疑问,这样的天体绝不可能是恒星,恒星哪怕在更大的放大倍率下也不会呈现出按比例放大的圆面。那么,它究竟是一个什么天体呢? 


▲赫歇耳认为答案有可能是星云状物体,也有可能是彗星。但就在他试图一探究竟的时候,巴斯的天公却不作美,一连几天都不适合天文观测,赫歇耳苦等了四天才等来了再次观测这一天体的机会,这时他发现该天体的位置与四天前的记录相比,有了细微的移动。由于星云状物体和恒星一样是不运动的,因此这一发现排除了该天体为星云状物体的可能性。于是赫歇耳的选项只剩下了一个,那就是彗星,他正式宣布自己发现了一颗新的“彗星”。


▲赫歇耳的发现公布之后,英国皇家学会的天文学家马斯克林在对该“彗星”进行了几个夜晚的跟踪观测之后,率先猜测它有可能是一颗新的行星,因为它不仅没有彗星的尾巴,连轨道也迥异于彗星。几个月之后,随着观测数据的积累,瑞典天文学家莱克塞尔、法国科学家萨隆,以及法国天体力学大师拉普拉斯彼此独立地从数学上论证了新天体的轨道接近于圆形,从而与接近抛物线的彗星轨道截然不同。与此同时,赫歇耳本人也借助自己无与伦比的望远镜优势对新天体的大小进行了估计,结果发现其直径约为54700千米,是地球直径的4倍多。显然,在近圆形轨道上运动的如此巨大的天体只能是行星,而绝不可能是彗星。


▲因此到了1781年的秋天,天文学界已普遍认为赫歇耳发现的是太阳系的第七大行星。这颗行星比水星、金星、地球和火星都大得多,甚至比它们加在一起还要大得多,它绕太阳公转的轨道半径约为30亿千米,相当于土星轨道半径的两倍,或地球轨道半径的20倍。


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▲几千年来,人类所认识的太阳系的疆界终于第一次得到了扩展。赫歇耳的伟大发现立即被英国天文学界引为骄傲,赫歇耳本人也因此而获得了巨大的荣誉。

 

▲在新行星的命名竞赛中最终胜出的,是德国天文学家波德,他提议的名称是乌拉诺斯(Uranus),这是希腊神话中的天空之神,也是萨坦(土星)的父亲。这一名称之所以胜出,是由于它与太阳系其他行星的命名方式具有明显的传承关系:在其他行星的命名中,朱庇特(木星)是玛尔斯(火星)的父亲,萨坦(土星)是朱庇特(木星)的父亲,有这样一连串“父子关系”为后盾,在土星之外的行星以萨坦(土星)的父亲乌拉诺斯来命名无疑是顺理成章的。在中文中,这一行星被称为天王星。


▲发现天王星的那年赫歇耳已经42岁,一生的旅途已经走过了一半。在后半生里,除发现天王星外,他还分别发现了土星及天王星的两颗卫星。他在恒星天文学、双星系统及银河系结构等领域的研究都具有奠基意义。他所绘制的星图远比以往的任何同类星图都更全面,同时他还是最早发现红外辐射的科学家。


▲1822年8月25日,赫歇耳在自己工作了几十年的观星楼里离开了人世。他的一生只差3个月就满84岁,只差4个月就是他所发现的天王星绕太阳公转一圈的时间。

 

▲▲▲以上内容选自《那颗星星不在星图上》,清华大学出版社2013年12月出版,有删改。


▲▲▲购买链接:http://item.jd.com/11362622.html


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内容来源:书问

作者卢昌海
出版清华大学出版社
定价29元
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