宇宙百年探险:天文学家如何改变了我们的认知:how intrepid astronomers at Palomar Observatory changed our view of the universe9787504387615

【美】琳达.施韦策（Linda Schweizer）

在加利福尼亚大学伯克利分校获得天文学博士学位。曾在多家天文台从事研究工作，并在学术刊物上发表成果。她还在大学里教授科学写作，并曾在加州理工学院担任访问学者。

译者简介

屈艳

国家天文台助理研究员，巴黎天文台天文学博士。主要研究方向是宇宙结构的形成及演化。

□□章　承诺　001

天体物理学革命的中坚力量 | 观天“巨眼”| 球形天才 | 帕洛玛巡天 | 拓宽视野

第二章　探索宇宙深处　019

闪烁的指路明灯 | 斯沃普斜率 | 未来的一线希望 | 宇宙向我们下了战书 | 吹哨人 |“惊天动地的爆炸事件”| 地下二层的灰姑娘

第三章　揭开恒星的演化之谜　043

突破 | 恒星辐射、星暴、耀斑与星风 | 被捧上神坛的核合成 | 锎和比基尼岛核试验 | 重金属元素 | 史前墓地 | 检验爱因□□的广义相对论

第四章　银河系考古学　065

打败教条 | 矿井里的金丝雀 | 吞噬同类的银河系 | □□□面加工厂

第五章　星系间的暴力事件——碰撞与并合　079

丑陋的星系|认知“盲点”|巡天掘金|另类星系图集|涡状星系和它的伙伴|□□星系（NGC 4038/4039）| 幽灵幻影般的环状星系 | 打造新范式

第六章　类星体——披着羊皮的狼　105

从本地的嘶嘶声到远方的咆哮 | 射电星？ | 能量危机 | 痛苦与狂喜 | 宇宙的新物质成分 |模糊、虚弱的就是类星体 | 遍布宇宙各处的类星体 | 类星体的兴衰

第七章　穿透银河系的“迷雾”　133

目光长远 | 原恒星：星系的真空吸尘器 | 步入演化晚期的恒星：星系的烟囱 | 银心啊，你到底在哪 | 从怪胎到 LIRG| 极亮红外星系：摇滚□□

第八章　星暴、超级星风和超大质量黑洞　149

闪耀的星系和氦的起源 | 星系气泡 | 星系风 | 无处安放的恒星形成 | 星系核中的大旋涡 |星系中心的怪物—黑洞 | 宝库的钥匙

第九章　探索宇宙中的气体　171

耸立的谱线 | 完美的仪器遇上完美的望远镜 | 类星体的吸收线：生物特征辨识护照 | 伽马射线暴：炫目的远光灯

第十章　从幽灵到星系：宇宙结构的形成　185

遥远的红、蓝阴影 |E A 星系 | 火圈 | 宇宙的那一头 | 星系成团和莱曼 a 团块 | 猛烈的星系风

第十一章　太阳系大洗牌　□03

“海盗”二人组 | 木星的热斑 | 从煎锅到炊火 | 行星之王 | 彗星来袭！ | 飞火流星 | 太阳系的冷库 | 奥尔特星云的碎片 | 清点拼图 | 一个“谋杀案”的解析：冥王星退出行星之列 |寻找 X 行星：事后诸葛 | 寻找第九大行星

第十二章　天文研究中的奇异事物：新前沿　□□9

发育不全的恒星结构 | 寻星利器 | 发现宝藏：一颗普通的 M 型小星星 | 浮泥、铁雨、洋红色天空与疾风骤雨 | 寻找淡蓝色小光点 | 探路者 | 瞬□、超发光超新星，以及观测天文学的未来 | 瞬□的宇宙 | 源头

尾声 Postscript □59

参考文献 Reference □60

纵观整个人类文明发展史，人类的宇宙观很少有像过去100年那样剧烈变化。在较老的威尔热山天文台取得的重大进展的基础上，帕洛玛天文台吉出于蓝，在那场科学变革中发挥了关键作用。许多重大天文发现都可以追溯至20世纪40年代末。当时，帕洛玛天文台的200英寸海耳望远镜建成“开光”，先驱者们利用它为现代天体物理学奠定了基础。这些科学先行者们的探索和研究并不是那么一帆风顺，有时也会一波三折，甚至走进死胡同。他们也曾经历沮丧、失望，偶尔也会享受成功的狂喜。所有这一切都是科学研究工作的真实写照。数干年累积而成的人类宇宙观不过百年一瞬便被彻底颠覆，这都要归功于全世界一代又一代的科学研究工作者们前仆后继、百折不挠的努力奋斗。

天体物理学革命的中坚力量

这场革命来得出乎意料，让人看得目眩神迷。在19世纪行将结束之际，随着实验物理学和技术发展带来的新工具被应用到天文学研究，变革的速度明显加快了。其中最重要的一位领军人物当属年轻的天体物理学家乔治·埃勒里·海耳（GeorgeEllery Hale)。他敢于开拓，勇于创新，为了破解星光的秘密，一生致力于建造功能强大的天文望远镜。1868年，美国内战的硝烟刚刚散去，海耳在伊利诺伊州芝加哥市呱呱落地。在他成长时期，天文学研究和物理学研究的协同合作日益增多。海耳早在学生时代就建立起自己的天文观测站，还设计了一台光谱仪。他在麻省理工学院修读物理学、工程学和化学，一毕业便开启了他那成就斐然的太阳物理学研究生涯。不仅如此，他还是一位雄心勃勃、勇于进取的科学企业家。

传统天文学研究不外乎数数天体的数目，把天体分门别类，或者测量一下天体的位置和大小。除了经典天体力学知识，不需要什么科学解释，也不需要什么理论。相比之下，在有些人眼中，这些天体却能成为工具，去研究地面实验室达不到的极端温度、密度和质量等物理条件。海耳并不满足于仅仅对天体给出描述，而更热衷于计算它们产生的热量，分析它们的化学成分，弄清楚它们如何演化。

想要理解恒星背后的物理机制和成因，光凭计数和分类是不够的，还需要知晓这些炽热气体的温度、密度和电离态等性质，而这些恰恰是现有实验室数据所缺失的、需要填补的一大块空白。海耳很早就认识到为天体拍摄高质量光谱至关重要，于是他便着手对观测技术和实验方法进行实质性的改进。他抛弃了老式的“天文台”概念，推行一种全新的设计理念—一把望远镜和物理实验室相结合，以应对未来的无限可能。因此，在海耳建造的一系列天文观测站里，制造精密仪器的机械车间和从物理学同行那里借来的各种先进设备，如光谱仪、定制光栅、热电偶、光电元件等，成了观测站不可或缺的组成部分。现场记录、测量、解读天体光谱也成了观测时的常规做法。

在1897年至1948年期间，海耳接连策划设计并建造了四台世界上最大的望远镜。他先是为威斯康星州的叶凯士天文台（Yerkes Observatory）建造了一台物镜直径达40英寸的折射望远镜。但那时他还年轻，缺乏经验。威斯康星平原寒冬漫长，大气视宁度差，并非天文观测台站的明智之选。而矗立在加利福尼亚州山奛之上的……