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李維特 諾貝爾獎遺珠的天文學家
2021/12/10 12:44:02瀏覽364|回應0|推薦2
文/吳福河

過兩天就是12月12日,也是天文學家亨莉愛塔·史旺·李維特女士逝世100年的日子。天文學家哈伯曾數次表示,李維特在天文上的重大發現,應該要頒諾貝爾獎給她。

西元1925年,諾貝爾獎評審委員之一的瑞典數學家哥斯塔·米塔·列夫勒,寫信給哈佛天文台長沙普利,希望提名李維特為諾貝爾物理獎得主,但當時李維特已過逝4年了,諾貝爾獎並沒有頒給已過世的人。

20世紀初最困擾天文學家的難題是,我們太陽所在的銀河系,是否就是全部宇宙?為了這問題,1920年4月26日兩派天文學家展開辯論,我們稱為「天文世紀大辯論」,但最終還是沒有結果。

李維特西元1868年7月4日誕生於美國麻薩諸塞州的蘭開斯頓鎮,1921年12月12日過逝。1892年李維特畢業於拉德克利夫女子學院,隔年進入哈佛大學天文台工作,台長為皮克林。當時天文台並未付薪資給她,其後才有薪水,時薪0.3美元,如用通貨膨脹率還原,大約是現在的9美元。

李維特當時的工作,是在狹窄的空間裡,審視已攝影完成的感光板,計算和記錄這些星點的亮度,這是一項辛苦的工作,一般天文學家不做這事。雖然工作繁瑣吃重,她卻不以為苦。所謂的亮度,即是星體從地球上看到的明亮程度,也可稱為視星等。而光度,就是天體本身能發出的光,也就是絕對星等。

她在大麥哲倫星雲中(現知道是星系)發現808顆變星,在小麥哲倫星雲中(也是星系)發現了969顆變星。她還觀察到,這些變星中有47顆很像1784年古德利克在仙王座發現的造父變星。

這種變星也稱第一型造父變星,它們的光度變化週期為1-50天,數量較多的是5-6天。其後,李維特在小麥哲倫星雲的25顆造父變星中,發現非常重要的現像,即所謂的週光關係。亦即:1、造父變星光度變化週期越長,其光度就越大。2、光變週期一樣的造父變星,它們的光度也一樣。

1923年,哈伯在仙女座大星雲中發現了造父變星,便是利用這造父變星的特性,測出仙女座大星雲距離地球約80萬光年,雖和現在的資料290萬光年有誤差,但哈伯終於發現了我們銀河系外的星系。1925年,哈伯又發現了33顆造父變星,也測出更遠的星系,並且發現星系在退行,宇宙在膨脹。

造父變星是如何被當成天體量天尺的?我們來看以下的例子。有一顆造父變星C,它的變光週期測出來是10天,在地球上用測光計測出它的視星等是2等。那它距離我們多遠?

算法如下:從1913年起天文學家從定距離、零點、斜率(這以後我再來寫給大家看),得出第一型造父變星公式:M=-1.43-2.81logp,M是絕對星等。p是變光週期,這顆造父變星變光週期是10天,所以log10=1,M=-4.24。視星等,絕對星等都知道了,再用這個公式,M=m+5-5logd,m是視星等,d是地球到這顆造父變星的距離,算出來的距離d,它的單位是秒差距。

目前已知最遠的造父變星,是在后髮座方向的M100星系裡,這星系距離我們約5525萬光年。

行筆至此,望向窗外,半圓明月和木星已然西沉,想到100年前哈佛大學天文台的晚會上大家熱鬧互動,只有李維特安靜坐在房間一隅,因為她重聽,無法聽到音樂,無法與大家歡樂,但她依然面露微笑,安靜的與自己的內心對話。

她到底是怎樣的一個人呢?或許可在她過世後,從她同事梭倫·歐文·貝利留下的一段話看出端倪:她有著欣賞他人長處的性格,也有著充滿陽光的本性,對她而言,人生的一切都如此美妙又充滿意義。

( 休閒生活旅人手札 )
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引用
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