菠萝科学奖的奖杯向来天马行空,脑洞大开,又有点稀奇古怪。第一届,看似是一个榔头,其实它代表了刀耕火种的一个原始阶段;第二届,看似是个奇形怪状的人,其实代表着艺术人文;这两个奖杯都是由艺术家薛继业设计的,他今天也来到了我们的现场。第三届的奖杯,看似是个墨西哥草帽,其实是物理学当中的自发对称性破缺模型。
而本届菠萝科学奖的奖杯,则走向了宇宙的星辰大海──跟以往不太一样,它是一件稀有的科学文物,同时也是一件珍贵的艺术品,蕴含着宇宙的秘密。据说花多少钱也买不到。我们来看看四届奖杯的合影:什么,你说没有看到?再看一下:没错,就是背后那个像锅一样的东西。这个上面绘有奇怪图像的金属板,是斯隆数字化巡天(SDSS)的光纤插板。
在实验当中,这些有孔铝制圆板上的每一个孔都会插上一根光纤,每个小孔都对应了天空中的某一个SDSS想要获取光谱的天体(一颗恒星或是一个星系)的位置。在SDSS进行光谱观测时,每个晚上需要用6至9块这样的光纤插板。每块板都是针对天空中的某一块区域专门打孔制作的,每片区域的大小约为你伸直手臂后所看到的手掌大小。也就是说,每一块板都是独一无二的。我们将一片星空,送给了获奖者。
这十块板,分别在天空中的哪个位置?请看图:这些奖杯分别是:奖杯5565,拍摄的星空位于巨蟹座。巨蟹座存在一个巨型黑洞系统,叫做OJ 287。它的主黑洞的质量是太阳的170亿倍,是宇宙中质量最大的黑洞之一。主黑洞旁边五分之一光年的地方还有一个卫星黑洞,质量是太阳的1亿倍。幸好,这两个庞然大物距离我们有35亿光年。奖杯5579,它拍摄的星空位于蝎虎座。
蝎虎座有一颗距离我们17光年的红矮星,叫做格利泽873。格利泽873比太阳小,比太阳暗,但是它发出的耀斑却比太阳最剧烈的耀斑还要强大数千倍。要知道,太阳爆发一次耀斑,就已经相当于百万颗一亿吨TNT当量的氢弹一起爆炸。格利泽873的年龄是太阳的十五分之一,通过它,我们可以推测在太阳系刚刚形成的几亿年中,太阳可能爆发过几百万次如此这般强烈的耀斑。我们的地球在当时一定深受太阳耀斑的影响。
奖杯5604,它拍摄的星空位于英仙座。每年的7月末8月初,英仙座都会爆发一场举世瞩目的流星雨。这是因为有一颗彗星一边绕太阳公转,一边掉渣。当地球在7、8月间路过彗星的轨道时,彗星的碎块坠入大气层,燃烧发光,就形成了壮观的英仙座流星雨。世界上关于英仙座流星雨最早的记载是在二十四史中的《后汉书》,时间是公元36年,比欧洲最早的观测记录早了1700多年。奖杯5612,它拍摄的星空位于船尾座。
船尾座有一颗距离我们41光年远的恒星,叫做HD 69830。这颗恒星周围至少有三颗行星,每一颗行星的质量都是地球的十几倍。它们周围还有一个巨大的小行星带,每到夜晚,小行星就会反射恒星的光,就像无数个微小的月亮挂在天上。奖杯5613,它拍摄的星空位于船尾座。在船尾座距离我们3000光年的地方,有一朵行星状星云,叫做NGC 2438。它是一颗恒星死亡时抛下的躯壳。
其实,宇宙中的每一颗恒星都会熄灭,我们的太阳总有一天也可能会化作这样一朵凄美的行星状星云。请珍惜这个群星闪耀的时代,请珍惜天空中每一颗发光的星星。奖杯4090,它拍摄的星空位于天马座,就是天马流星拳的那个天马座。天马座之中存在一个年龄为120亿年的球状星团,叫做M15。它距离我们3万多光年,包含10万多颗恒星,是宇宙中最古老的球状星团之一。虽然M15距离我们十分遥远,但仍属于银河系的范围。
4090号光纤插板的拍摄目标是银河系之外数百亿光年的星系和类星体,其中每一个微小发光点都是一个星系,而它们的亮度可能远远超过了整个银河系。奖杯4096,它拍摄的星空位于天马座。天马座中存在一个名叫CTA-102的神秘类星体,它的尺寸并不大,却在不断发出强烈的无线电信号,强度超过整个银河系,而且信号内容还在不断变化。
科学家曾误认为这是地外文明存在的证据,1967年,美国的飞鸟乐队将这种观点写成了一首摇滚歌曲,名字就叫CTA-102。可惜,后来的科学家认识到,像CTA-102这样的类星体其实是一个星系中心的超大质量黑洞。它持续发出的强烈无线电信号,其实是物质落入黑洞吸积盘时发出的剧烈呼号。奖杯3946,它拍摄的星空位于北冕座。北冕座有一个天体在发出大量X射线,它叫做Abell 2142。
这其实是两个正在发生碰撞的星系。几十亿年以后,我们的银河系也会和仙女座星系发生碰撞,整个碰撞过程也会持续几十亿年。在宇宙的观察者眼中,星系的碰撞就像千亿颗恒星的集体舞蹈。碰撞结束之后,这些恒星会携手组成一个新的星系。奖杯3949,它拍摄的星空位于巨蛇座。在巨蛇座的蛇头附近,有一个形如摩天轮的天体,叫做环状星系。
它中心的黄色是一团年迈的恒星,四周的蓝色是一群年轻的恒星,两者之间则是一道几乎完全黑暗的暗沟。这个星系距离我们6亿光年,直径12万光年,比银河系略大一些。科学家还不清楚这个星系是如何形成的。但可以肯定的是,银河系之中存在大量不发光的暗物质,它们的质量远远超过了闪闪发光的恒星。正是由于暗物质产生的强大引力,银河系中的恒星才能相互围绕在一起,不至于分崩离析,四处流浪。拿到奖杯之后,获奖者能如何用?
斯隆数字化巡天曾介绍过这样几个用法:有底部照明的咖啡桌,由SDSS-II的BrianLee制作。它用了一个36英寸大的玻璃圆桌,把玻璃盖在了插板的上方。底部有LED照明。伯克利实验室用SDSS插板制作了一件艺术作品。作者是Josiah McElheny和David Weiberg。
来自西雅图的艺术家Sarah Ruether和居于伦敦的艺术家Xavier Poultney把光纤插板放进了他们的艺术作品中。艺术家Xavier Poultney制作的插板艺术品,作为他的TransientObjects展览的一部分。期待我们的获奖者,也会玩出这样的花样。