天文觀測界的女子天團(tuán)

葉飛

19世紀(jì)末，哈佛天文臺的部分女性工作人員

在19世紀(jì)后期，望遠(yuǎn)鏡技術(shù)發(fā)展迅速，人們也因此第一次獲得了單顆恒星的光譜。1888年，時任哈佛天文臺（Harvard College Observatory，又名哈佛大學(xué)天文臺）臺長的天文學(xué)家愛德華·查爾斯·皮克林（Edward Charles? Pickering）決心啟動一個龐大的計劃——根據(jù)恒星光譜將恒星編制成星表。他招募大量人員來幫助他完成把天文臺拍攝的照相底片進(jìn)行測量、分類、計算的工作。這項艱巨的任務(wù)，是由一群被稱為“哈佛計算機(jī)（Harvard? Computers）”的女性完成的。這件事發(fā)生在性別歧視嚴(yán)重的100多年前的美國，讓人非常震驚。這些女性也被稱作“天文觀測界的女子天團(tuán)”。

站著的兩位就是皮克林和弗萊明

威廉敏娜·弗萊明

據(jù)說，皮克林開始雇用女性來從事天文相關(guān)工作緣于他在某次工作中被一個笨頭笨腦的男員工氣得火冒三丈，他發(fā)脾氣喊道：“你還不如我家女傭干活兒干得好！”而在這之后，他真的叫來自己家的女傭幫助他進(jìn)行天文統(tǒng)計工作。

皮克林的女傭叫威廉敏娜·弗萊明（Williamina Fleming）。在皮克林家時，她不僅把家里收拾得干干凈凈，連賬目都記得一清二楚。這一切皮克林夫婦都看在眼里。有一天，皮克林實在忙不過來了，就問弗萊明是否愿意幫他做一些抄寫工作。弗萊明答應(yīng)了下來，每天抽出時間幫助皮克林抄寫資料。

皮克林在哈佛天文臺的工作需要一批計算員，他就詢問弗萊明是否愿意試試。弗萊明表示非常愿意，從此便成為哈佛天文臺的一名編外計算員。皮克林教給她一些天文學(xué)和數(shù)學(xué)方面的知識，弗萊明聰明能干，沒過多久就能幫助皮克林完成數(shù)據(jù)解讀、初級運(yùn)算、測量星光強(qiáng)度等工作。

在皮克林教會弗萊明測算天體亮度的方法后，弗萊明的日常工作就是用放大鏡去檢查包含數(shù)千顆恒星的底片，對底片上每顆恒星進(jìn)行標(biāo)記和歸類，確定天體之間的相對亮度和距離，并分析它們的成分。這是一件非?？菰锏墓ぷ?，弗萊明在這方面顯示出了女性的優(yōu)勢——耐心、細(xì)致。

皮克林和弗萊明根據(jù)恒星光譜復(fù)雜程度將恒星分類，并用英文字母編號。兩人于1890年合作發(fā)表了第一版德雷伯星表。這張星表收錄了上萬顆恒星的光譜，而其中大部分工作都是由弗萊明帶領(lǐng)團(tuán)隊完成的。弗萊明發(fā)現(xiàn)了10顆新星、310顆變星、59個氣態(tài)星云，其中就包括著名的馬頭星云。

威廉敏娜·弗萊明

馬頭星云

1888年的馬頭星云照片

弗萊明對天文學(xué)的貢獻(xiàn)讓她在之后被任命為哈佛大學(xué)天文攝影協(xié)會的首任會長，她的人生也實現(xiàn)了從女傭到著名天文學(xué)家的轉(zhuǎn)變。也許正如她自己所說：“人的一生充滿了坎坷和遺憾，但只要珍惜每一次機(jī)會，哪怕錯過了太陽，我們也會抓住屬于自己的那顆星星。”

皮克林和弗萊明發(fā)表的作品

亨麗愛塔·勒維特

亨麗愛塔·勒維特

在哈佛天文臺的這個女子天團(tuán)中，還有一名出身貧苦的聾女。1920年，美國的馬薩諸塞州做了一次人口普查。一名普查員來到一個貧窮的社區(qū)，敲開了一戶人家的房門，里面住的是一對相依為命的母女，那個女兒還是一名聾女。但當(dāng)這個聾女被問到自己職業(yè)的時候，她的回答是“科學(xué)家”。普查員聽聞后當(dāng)場就笑了。因為在 20 世紀(jì)初的美國，科學(xué)家可以說是男性的專屬領(lǐng)地，幾乎沒有女性可以拿到博士學(xué)位。這名聾女叫亨麗愛塔·勒維特（Henrietta Swan Leavitt），她被稱為“現(xiàn)代宇宙學(xué)之母”。

大麥哲倫星系

小麥哲倫星系

勒維特于 1893年加入皮克林的哈佛天文臺，成為一名“哈佛計算員”。但是她的健康狀況不佳，到后來已經(jīng)完全影響了她的科研工作，所以無奈之下她只好選擇離開，這一走就是 6年。6年后，她給皮克林寫了一封信，表達(dá)了重回哈佛天文臺的想法。皮克林準(zhǔn)許她回來工作，但是沒讓勒維特參與當(dāng)時哈佛天文臺最重要的恒星分類工作，而是讓她一個人去研究造父變星。在當(dāng)時，人類對復(fù)雜的變星問題不甚了解，這個工作幾乎等同于不可能完成的任務(wù)。勒維特接受了這個工作安排，并創(chuàng)造了奇跡。

造父變星的（修正）周光關(guān)系（來源： NASA）

勒維特以驚人的速度在麥哲倫星系中不斷找到新的造父變星。由于她找造父變星的速度太快了，以至于當(dāng)時有天文學(xué)家感嘆：“勒維特小姐是尋找變星的高手，我們甚至來不及記錄她的新發(fā)現(xiàn)?！?/p>

1908年時，勒維特在《哈佛天文臺年鑒》上發(fā)表了一篇論文，宣布自己在麥哲倫星系中總共找到了 1777顆造父變星——人類在過去100多年里找到的造父變星的總數(shù)只有區(qū)區(qū)幾十顆，這個數(shù)字的驚人程度可見一斑。雖然這個數(shù)字在當(dāng)時立即引爆了整個天文學(xué)界，但是文章中最令人吃驚、最有價值的內(nèi)容還不是這個數(shù)字。

在勒維特這篇論文的結(jié)尾處，她列出了位于麥哲倫星系中的16顆造父變星的光變周期（星星完成一輪明暗交替的時間）和視星等。據(jù)她發(fā)現(xiàn)：變星越亮，則其光變周期就越長。

之后，勒維特不斷完善這個發(fā)現(xiàn)，她挑選了25顆位于小麥哲倫星系中的造父變星，繪制了一張以亮度為X軸，以光變周期為Y軸的圖，再把這些造父變星畫在這個坐標(biāo)軸中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這25顆造父變星恰好基本排成了一條直線。勒維特得出結(jié)論：造父變星的亮度與其光變周期成正比。這句話后來被稱為“勒維特定律”。正是這個勒維特定律，開啟了現(xiàn)代宇宙學(xué)的大門！它提供了一種全新的測量遙遠(yuǎn)宇宙天體距離的方法?？上У氖牵站S特在提出這個結(jié)論后，因為身體狀況不佳再次離職，當(dāng)她再度返回哈佛天文臺的時候，皮克林又給她安排了新的工作——讓她去分析北極星附近的 96 顆恒星的光譜。皮克林的這個決定使得他們團(tuán)隊對變星的研究再無大的進(jìn)展。而對勒維特來說，可悲的不僅是她無法繼續(xù)先前的研究，還有她雖然開創(chuàng)了一個新的研究領(lǐng)域，但是一生都未能取得一張博士文憑。

1921年，勒維特因患癌癥在一個雨夜里去世。她被葬在家族墓地里，無法擁有一塊單獨(dú)的墓碑。所幸勒維特的成就為世人所認(rèn)可，為紀(jì)念這位天文學(xué)家，第5383號小行星以及月球表面的一座環(huán)形山以她的名字“勒維特”命名。

安妮·坎農(nóng)

安妮·坎農(nóng)

“哈佛計算員”中實在有太多優(yōu)秀的女性工作者。其中的安妮·坎農(nóng)（Annie Jump Cannon）因在恒星光譜分類方面做出了開創(chuàng)性的工作，被稱為“天空普查員”。

1896年，坎農(nóng)加入了“哈佛計算員”的工作團(tuán)隊，成為皮克林的主要助手之一。她徹底改變了科學(xué)家對恒星的分類方式?？厕r(nóng)根據(jù)恒星的顏色，將恒星按照表面溫度從高到低依次分為O、B、A、F、G、K、M型，由此開發(fā)和建立了重要的恒星哈佛分類法。國際天文學(xué)聯(lián)合會于1922年正式采用這一分類系統(tǒng)（做了微小調(diào)整），并沿用至今。

年輕的坎農(nóng)因患病幾乎失聰，但這樣的不幸并沒有阻止她全身心投入科學(xué)研究之中。坎農(nóng)在哈佛天文臺度過了整個職業(yè)生涯。在這里，她對大約35 萬顆恒星進(jìn)行了分類。1925 年，她獲得英國牛津大學(xué)頒發(fā)的榮譽(yù)博士學(xué)位，成為首位獲此殊榮的女性。

今天，坎農(nóng)是被世人銘記的天文學(xué)家：月球上有一座叫作“坎農(nóng)”的環(huán)形山，美國天文學(xué)會每年都會向在天文學(xué)領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)的女性天文學(xué)家頒發(fā)安妮·坎農(nóng)天文獎……

這一群被稱為“哈佛計算員”的女性雖然在人類通往宇宙的征途中取得了卓越的功績，但是其中絕大多數(shù)人并沒有獲得她們應(yīng)得的尊重和認(rèn)可——她們薪資微薄，只有極個別人能拿到博士學(xué)位，很多人的名字和成就不被世人所知。這個有著超高水準(zhǔn)的女性科學(xué)家團(tuán)隊，為天文學(xué)留下了不朽的遺產(chǎn)，是當(dāng)之無愧的探索宇宙的女子天團(tuán)。當(dāng)我們仰望星空時，請記住這些非凡的女性科學(xué)家。

坎農(nóng)（左）和勒維特（右）的合影

部分“哈佛計算員”