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1.2 一群由于低薪才找到工作的女士如何推開恒星世界的大門?

接下來,讓我們看看半人馬座α的這3顆恒星,即A星、B星和比鄰星。

圖1.9就展示了這3顆恒星的相對大小。作為對比,這張圖也把太陽包含在內。你可以看到,半人馬座αA星、B星和太陽的體積相差無幾,而比鄰星的體積卻遠遠小于這3顆恒星。這是因為,半人馬座αA星、B星和太陽是同一個類型的恒星,稱為黃矮星,而比鄰星則是另一個類型的恒星,稱為紅矮星。

圖1.9 半人馬座α三合星的相對大小

人類是怎么給恒星分類的呢?這要從一個100多年前的傳奇故事講起。

讓我們坐上時間機器,回到19世紀80年代初期。在那個年代,人類對天上的事還知之甚少。舉兩個例子。當時人們普遍認為,銀河系就是宇宙的全部,而太陽正處于銀河系的中心。而對于恒星,人們普遍認為它們是只能燃燒幾千萬年的大煤球,并且完全不清楚它們到底有哪些種類。

換句話說,那個年代還是一片天文學的荒原。但就在這一片蠻荒中,正孕育著一場驚天巨變。

1882年,導致驚天巨變的第一張多米諾骨牌終于倒下了。那年冬天,一個叫亨利·德雷珀(圖1.10)的美國富豪因病去世了。

德雷珀是一位名醫,同時也是一位業余天文愛好者。他生前一直有一個心愿,那就是搞清楚天上的恒星到底有哪些種類。因此,他的遺孀就捐出了一大筆錢,用來資助一位天文學家進行這方面的研究。最后得到這筆捐款的人,就是時任哈佛大學天文臺臺長的愛德華·皮克林(圖1.11)。

圖1.10 亨利·德雷珀

圖1.11 愛德華·皮克林

皮克林用這筆錢雇了一些員工,用哈佛大學天文臺的一個小望遠鏡來拍攝天上恒星的光譜(1)。他希望通過分析這些恒星的光譜,來找到一個劃分恒星種類的辦法。

需要強調的是,在那個年代,美國的性別歧視非常嚴重,一般的學術機構根本就不會雇用女性。因此,皮克林的研究團隊,一開始也沒有任何女性雇員。

有一次,皮克林被一個笨頭笨腦的男員工氣得火冒三丈,大罵他做事還不如自己家的女傭。不久后,皮克林干脆炒了這個人的魷魚,并真的讓自己家的女傭來哈佛大學天文臺工作。這個女傭叫威廉敏娜·弗萊明(圖1.12)。第二張多米諾骨牌就這么倒下了。

弗萊明原本是蘇格蘭的一名女教師。21歲那年,身懷六甲的她與丈夫一起移民美國;但到美國后沒多久,她和孩子就被這個負心漢拋棄了。為了維持生計,弗萊明打過不少零工,最后跑到皮克林家里當女傭。24歲那年,弗萊明加入了哈佛大學天文臺。在那里,這個命運多舛的女性終于開始綻放光芒。終其一生,她總共對10 000多顆恒星進行了分類,并且發現了300多顆變星、10顆新星和59個星云。

言歸正傳。對弗萊明大為滿意的皮克林,開始大量地招聘女員工。他這么做最大的理由是,當時女性的工資很低,還不到男性的一半。換句話說,正是因為低薪,這些女性才得到哈佛大學天文臺的工作。不久后,皮克林就建立了一支完全由女性構成的研究團隊(曾經有80多位女性加入過這個團隊)。她們被后人稱為哈佛計算員。

圖1.13就是皮克林與部分哈佛計算員在1913年的一張合影。哈佛計算員的出現,推倒了第三張多米諾骨牌。正是這群由于低薪才找到工作的女士,最終完成了兩個開天辟地式的偉大工作,從而為人類推開了通往恒星世界和浩瀚宇宙的兩扇大門。

圖1.12 威廉敏娜·弗萊明

圖1.13 皮克林與部分哈佛計算員

在本節中,我們只介紹她們如何推開通往恒星世界的大門。至于她們如何推開通往浩瀚宇宙的大門,會放在4.3節中介紹。

在哈佛計算員團隊剛建立的最初的十多年間,她們的研究進展其實很不順利。這是因為,她們一直沒能解決一個最核心的問題:到底應該用什么標準來對恒星光譜進行分類?

當時,哈佛計算員內部總共有兩派觀點。弗萊明提出了一個分類標準,而一個叫安東尼婭·莫里的計算員(此人是富豪德雷珀的侄女)則提出了另一個分類標準。以今天的眼光來看,這兩個分類標準都有問題,所以這里就不具體介紹了。

這兩派人爭執了很久,但是誰也無法說服對方。

圖1.14 安妮·坎農

就在混亂中,一位名不見經傳的女士悄悄地登上了歷史的舞臺。她就是美國天文學家安妮·坎農(圖1.14)。

坎農出生在一個很富裕的家庭,她爸爸是美國特拉華州的一個州議員。她的早年生活一直很順利,于1880年考上了衛斯理女子學院,并因為成績優異而被選為了全校畢業典禮的演講者。

但大學畢業后,坎農的生活就開始走下坡路了。由于嚴重的性別歧視,坎農畢業后沒能找到合適的工作,而不得不搬回家與母親同住。到了1892年,災難降臨。在歐洲旅行期間,坎農不幸染上了猩紅熱,從而導致她雙耳失聰。禍不單行,1894年,她媽媽又因病去世,這讓坎農一下就成了漂泊人世間的浮萍。

備受打擊的坎農決定重新上學。通過衛斯理女子學院的一個老師的推薦,她成為哈佛大學天文系的一名旁聽生。在那里,她認識了皮克林??恐@層關系,坎農于1896年加入了哈佛大學天文臺,成為一名哈佛計算員。

加入了天文臺后不久,坎農就開始關注弗萊明和莫里之間的分類標準之爭。經過幾年的深思熟慮后,坎農于1901年提出了一種全新的分類標準:可以用恒星的表面溫度來對恒星進行分類。(2)

坎農提出的這個分類標準聽起來似乎很簡單,沒什么大不了的。但它的重要意義在于,這就是世界上第一個被立起來的雞蛋。

這個發現平息了哈佛計算員內部的爭論。正是基于這個用恒星表面溫度進行分類的標準,哈佛計算員們最終于1924年完成了20多萬顆恒星的光譜分析,并把它們分成了以下7類(圖1.15):

(1)O 型,即表面溫度超過30 000開爾文、主要發藍光的恒星。

(2)B型,即表面溫度介于10 000~30 000開爾文,主要發藍白光的恒星。

(3)A型,即表面溫度介于7500~10 000開爾文,主要發白光的恒星。

(4)F型,即表面溫度介于6000~7500開爾文,主要發出黃白光的恒星。

(5)G型,即表面溫度介于5200~6000開爾文,主要發出黃光的恒星。

(6)K型,即表面溫度介于3700~5200開爾文,主要發出橙光的恒星。

(7)M型,即表面溫度介于2400~3700開爾文,主要發出橙紅光的恒星。

這就是OBAFGKM恒星分類系統。

圖1.15 哈佛恒星分類

這個花了整整40年漫長歲月才完成的工作,就是著名的哈佛恒星分類。它是人類歷史上完成的第一個恒星分類。我們會在2.1節中講到,正是基于這個哈佛恒星分類,有兩個天文學家提出了能對恒星類型進一步細分的赫羅圖,從而為后人研究 恒星的誕生、演化和死亡奠定了堅實的基礎。

最后再多說幾句。盡管為人類推開了通往恒星世界的大門,絕大多數的哈佛計算員卻并沒有獲得她們應得的尊重和認可。在她們之中,極少有人能拿到博士學位,更別提能評上教授了。在20世紀初,她們經常被人稱為“皮克林的后宮”。而在100多年后的今天,她們在公眾間依然幾乎無人知曉。就連她們發明的OBAFGKM恒星分類系統,后來也被人編成了“Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me!”(噢,做個好女孩,吻我?。┻@句對女性相當戲謔而輕薄的口訣。

我們已經介紹了哈佛計算員們的傳奇故事。1.3節中,讓我們來探究一下真實的三體世界可不可能存在生命。

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