|

楼主 |
发表于 2023-6-28 13:06
|
显示全部楼层
天文学的一座丰碑
坎农与其他哈佛女计算员用 4 年时间分类大量恒星的光谱,并将它们与此前确认的恒星的光谱库合并,编制出完整版的《亨利·德雷珀星表》。
这张星表包含 22.53 万颗不暗于 9 等的恒星的位置、星等与光谱分类。1918-1924 年,完整版的《亨利·德雷珀星表》被分为 9 卷,依次以《哈佛天文台年鉴》(Annals of the Astronomical Observatory at Harvard College)出版。
德雷珀星表第一卷的卷首插图与扉页。插图给出了由哈佛大学女计算员坎农等人确定的恒星的7类典型光谱:O、B、A、F、G、K 与 M 。│图源:Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, volume 91, 1918 (Linda Hall Library)
安娜并没有等到见证这一壮举最终被完成的那一瞬间—— 1914 年 12 月 8 日,安娜病逝,享年 75 岁。不过,她不会有遗憾,因为在她逝世前,当时尚未出版的《亨利·德雷珀星表》已编入约 20 万颗恒星[3],是此前计划的 2 倍。
从 1886 年建立德雷珀基金到 1914 年逝世,她用 28 年时间看着《亨利·德雷珀星表》的快速扩大。皮克林没有辜负她,而她的努力也足以告慰她英年早逝的丈夫。
为了表达对安娜的感谢与怀念,1918 年 12 月出版的《亨利·德雷珀星表》第 3 卷以安娜的肖像作为卷首插图。在仅 7 行的简短前言中,皮克林说明了这个项目的缘起,并说:“因此,以她[安娜]的肖像作为这一卷的卷首插图显得非常适合……”此时的皮克林也已进入生命的倒计时。
《亨利·德雷珀星表》第 3 卷卷首插图的安娜的肖像。│图源:Linda Hall Library
1919 年 2 月 3 日,勤恳工作了一辈子的皮克林逝世(他未等到德雷珀星表的第三卷出版),后面 6 卷《亨利·德雷珀星表》的出版事宜由坎农负责。1921 年,沙普利(Harlow Shapley,1885-1972)成为哈佛天文台的新一任台长。
尽管沙普利人品颇有瑕疵,但他继续支持哈佛天文台进行恒星光谱分类等工作。坎农带领一批女计算员汇编《亨利·德雷珀星表》扩展表,里面包含部分天区的 46850 颗 9 等到 11 等星之间的恒星光谱(11 等星的亮度是 9 等星的约 1/6 )。
最后,《亨利·德雷珀星表》及其扩展表共收录了 35 万 9082 颗恒星的光谱。为制作《亨利·德雷珀星表》而使用的玻璃底片达到 120 吨,它们至今仍保存在哈佛天文台。
《亨利·德雷珀星表》首次实现了对几十万颗恒星的光谱进行编表、分类的宏大目标,使恒星光谱分类迅速成熟。德雷珀星表为人类认识恒星本质做出了划时代的贡献,并惠及此后至今的天文学家。
坎农在编制《亨利·德雷珀星表》的过程中提炼出的“哈佛分类法”(一维分类法)迅速成为持续至今的标准分类法,仅有少量修改。
莫里给出的更复杂的分类法则为此后的恒星光谱二维分类法(颜色-光度)奠定了基础,并启发赫茨普隆(Ejnar Hertzsprung,1873-1967)得到“赫罗图”(Hertzsprung–Russell diagram),而赫罗图又被公认为恒星物理学的基石之一。
根据依巴谷星表(Hipparcos Catalogue)中的 22000 颗恒星与格利泽星表(Gliese Catalogue)中的 1000 颗红矮星及白矮星的颜色与温度值绘制而成的赫罗图。│图源:Richard Powell
佩恩-加波施金(Cecilia Payne-Gaposchkin,1900-1979)在哈佛大学攻读博士研究生学位期间研究了坎农提供的恒星光谱照片,结合理论计算,她于 1925 年完成的博士毕业论文中首次提出:恒星以及整个宇宙的大部分物质是氢。
由安娜一手促成的《亨利·德雷珀星表》是天文学的一座丰碑。即使用最保守的说法,我们也可以说安娜的资助将恒星物理学这一学科推进了几十年。
事实上,安娜发起的这个项目影响的并不仅仅是恒星物理学。天文学家与天文学史专家杜利特·霍夫雷特(Dorrit Hoffleit,1907-2007)在 1991 年的一篇回顾德雷珀星表的发展历程的文章[6]中说:“几乎没有一个天文学分支没有从亨利·德雷珀纪念[基金]的成果中受益。如果没有德雷珀夫人(安娜)的远见与慷慨,人们将不知道皮克林和沙普利时代的哈佛[天文台]是否会变得那么卓越。”
安娜对皮克林团队的资助还推进了宇宙学的发展。皮克林团队的女计算员勒维特(Henrietta Swan Leavitt,1868-1921)发现了造父变星的周期-光度关系;哈勃(Edwin Powell Hubble,1889-1953)使用这个关系确定了几十个星系的距离,结合此前由斯里弗(Vesto M. Slipher,1875-1969)测出的其中一部分星系的退行速度,确认“星系退行速度与距离成正比”。这个结果意味着宇宙在膨胀(虽然哈勃本人并不这么认为),最终催生了大爆炸宇宙学。
哈佛女计算员的慈母
安娜的资助为弗莱明、坎农、莫里与勒维特等女性天文学家的成才提供了至关重要的基础。皮克林使用安娜提供的资金支付她们的工资,使她们能够在哈佛天文台专心工作,成为优秀的天文学家。在女性普遍难以进入科学界的 100 年前,安娜与皮克林成就了她们。皮克林是她们的严父,安娜是她们的慈母。
她们也代表“哈佛女计算员”(Harvard Computers)赢得了全世界天文学家与众多媒体的崇敬。哈佛天文台并不是唯一雇佣女计算员的天文机构,但哈佛女计算员是天文领域中最著名女性研究群体。
在皮克林逝世后,哈佛天文台每次招聘低薪甚至无薪的女计算员时,都有雪片般的求职信从世界各地飞来,这些求职的女性都以能够到这里工作为无上荣耀,坚信这里可以让自己得到最好的锻炼。而正是安娜的资助与皮克林的领导让哈佛天文台女计算员成为荣耀与成就的象征。
亨利·德雷珀奖章
安娜同时还是亨利·德雷珀奖章(Henry Draper Medal)的设立者。1886 年,她给美国国家科学院捐赠资金,设立了这个奖,用以纪念自己丈夫。
德雷珀奖章一开始奖励光谱研究与辐射研究两个领域的研究,后来奖励范围扩大到整个天文学以及与天文学密切相关的物理学领域杰出的原创性研究。
德雷珀奖章。│图源:National Academy of Sciences
研究太阳辐射的朗利(Samuel Langley,1834-1906)于 1886 年成为第一个德雷珀奖章得主。皮克林于 1888 年成为第 2 个德雷珀奖章得主,德雷珀生前的竞争对手兼好友哈金斯(William Huggins,1824-1910)于 1901 年成为第 6 个德雷珀奖章得主。安娜的好友、德雷珀星表的主要编制者坎农于 1931 年成为第 21 个德雷珀奖章得主。
1985 年之前,德雷珀奖章每隔 1-6 年颁发一次,间隔不固定。1985 年开始,德雷珀奖章每隔 4 年颁发一次。至今为止,该奖共颁发 50 次,仅有 56 名天文学家或物理学家获得德雷珀奖章。获奖者中大师云集,其中有 9 人在获得该奖前或之后获得诺贝尔物理学奖。[7]德雷珀奖章因此成为天文学领域中的大奖之一。
她的姓名与繁星同辉
从 1886 年给出第一笔资金到她逝世,安娜共向哈佛天文台捐献了 25 万美元;此外,她还通过遗嘱将 15 万美元的遗产捐给哈佛天文台,用于维护和研究几十万张底片。[2]这 40 万美元相当于现在的 1200 万美元。
在国家赞助科研的风气尚未流行,相关的制度也尚未完善的时代,私人赞助对于一些机构与个人的研究具有举足轻重的作用,私人赞助往往直接决定了一个项目的生与死。
安娜逝世后,她收藏的大量文物、古董、挂毯、微型绘画和其他艺术作品被捐给大都会艺术博物馆(Metropolitan Museum of Art)。安娜赠送给哈佛天文台的 28 英寸望远镜至今还在哈佛大学。她赠送给哈佛天文台的 11 英寸望远镜于 1947 年被后者送给中国(位于北京),但因为战乱而丢失。她赠送给哈佛天文台的 8 英寸望远镜则被送给波兰,波兰天文学家在此后多年用它继续研究物端棱镜光谱。[6]
正如坎农于 1915 年在《科学》(Science)杂志发表的纪念安娜的文章所说:“她的姓名将永远与天体物理学的科学荣耀地联系在一起。”[3]
她的姓名,安娜·帕尔末·德雷珀(Anna Palmer Draper),与繁星同辉。
主要参考文献
[1] http://famousamericans.net/courtlandtpalmer/
[2] https://www.lindahall.org/about/ ... -anna-palmer-draper
[3] Cannon, Annie J. Mrs. Henry Draper, Science, 1915, 41, 1054, 380-382
[4] https://aas.org/posts/news/2022/ ... tory-september-2022
[5] https://storymaps.arcgis.com/sto ... f94a0fbb0303ef8adae
[6] Hoffleit, Dorrit, The evolution of the Henry Draper memorial, Vistas in Astronomy,1991, 34, 1, 107-162
[7] http://www.nasonline.org/programs/awards/henry-draper-medal.html
原创 王善钦 返朴 2023-06-24 08:01 发表于湖南 |
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
|