她是一名业余天文学家,却成为历史上最伟大的太阳观测者之一

作者: SARAH LASKOW

来源: 环球科学

发布日期: 2017-11-26

小山久子,一位业余天文学家,通过40多年的坚持不懈,成为历史上最伟大的太阳观测者之一。她的太阳黑子观测记录被认为是史上最严谨和有价值的,与伽利略等著名天文学家并列。尽管她的成就被忽视,但她的工作对现代天文学研究仍有重要影响。

二战以前,在东京的某个夜晚里,当小山久子抬头望向天空时,她看到了一颗流星。虽然只是一个转瞬即逝的过程,但对于小山久子来说,流星划过的印象是一种激励。即使没有经过正式的训练,她仍然继续努力成为一名天文学家,而且只观察一颗恒星——太阳,这样的奉献精神即使在过去的400年里也极少人有。

她每天观察太阳黑子,并且将观察到的用手绘制下来,这些绘制保存下来的记录是可以说是有史以来最为严谨和有价值的太阳活动记录之一,而且也是她成为与伽利略并称为严谨且专注的天体观测者。

“她那平凡但却伟大的工作,40多年来一直被不断地应用,可以说是非凡了,”来自科罗拉多大学博尔德分校,专注于航天工程研究的教授Delores Knipp这样评价她,这位教授是一篇发布在新太空气象报告关于小山久子的工作与生活的文章的主要作者。

小山于1947年4月5日绘制的20世纪规模最大的太阳黑子活动。在战争的黑夜里,小山开始了她的观测。当空袭警报声响起时,她会躲在室外的一个蒲团床垫的盖子下。

在城市的灯光熄灭后,她会仰望此时的星空,然后在手电筒的微弱灯光下描绘出天上的星图。她的父亲给了她一个直径为36mm的望远镜,她于1944描绘出了她的第一幅太阳黑子素描画,并将其发送东方天文协会。由于她的丈夫死于战争中,且她受到该协会太阳能部门主席的鼓舞,小山于1946年开始在东京科学博物馆(现称为国家自然科学博物馆)使用直径为20cm的折射望远镜记录太阳活动。

小山的画优雅且细节清晰。Knipp说:“太阳黑子的核心非常黑。围绕着那些颜色比较浅的纤维,就像有一些等离子体线将这些太阳黑子的核心连接到其他区域。在很多情况下,她都能捕捉到这些特征。”当然,最有价值的还是她作品的连贯性。太阳黑子是太阳磁场的产物。它们所在的位置是磁场活动减弱了热量传递的地方,太阳表面的温度已经从5780K减弱到3000~4000K。记录这些黑点的出现和消失需要观测者的一些判断。

小山的伟大成就来自于她的观察结果的可靠性。40多年来,她创造了超过10,000幅关于太阳变化的图画。在这些所有的记录里,她始终遵循同样的标准进行计数,并在地球上的同一地点观察采集数据,这些图画里大多数甚至是用同一台望远镜辅助创作的。她的这些记录如此全面,以至于她能手工绘制出太阳黑子运动时留下的形似蝴蝶的轨迹。她的代表作,三只半蝴蝶,就是几十年来太阳黑子运动观察到的数据。

想看到太阳黑子,人们必须寻找到它的藏身之处,并用一个可以遮挡太阳耀眼光芒的镜头来揭示隐藏在此处的东西。即使它们对地球有影响,我们大多数人不会在寻找太阳黑子上花很多时间,很多人甚至都不关心。小山的同事们觉得她所完成的工作十分重要,于是鼓励她出版著作,于是乎就有了1985年出版的《1947-1984太阳黑子观察》。但即使在天文学领域,这样的成就似乎没有什么值得庆祝的。

因为小山是一个业余的天文学家,没有高等学位或者推动天文学理论的工作,所以在天文学界,小山的观测记录要比其他人少得多。Knipp说:“正常情况下,我们发现女性的声誉不如男性,这可能使当时的情况更加恶化。当你把种种因素考虑进去后,你会发现,虽然她已经去世20年,这段历史是惨淡的光芒。”越熟悉小山的作品的人,就会对这些作品越发钦佩。

她的一个天文协会的同事于20世纪70年代写到:“她是一个非常有名的太阳黑子观测者。”2001年,国家自然科学博物馆已经将她的黑子图画数字化,并上传到网上供天文爱好者下载。

最近,一支致力于重建和规范1610年至今的太阳黑子记录的科学家小组选择了她的观察结果作为他们工作的主干之一,这些工作是一个人在尽可能长的一段时间内做出的高质量的工作,甚至可以作为规范来衡量其他人的观测结果。

上文中提到的幻灯片的制作者就是这个小组中的一员。Knipp说:“他将小山的名字与伽利略、海因里希·施瓦贝等为太阳黑子的观测活动做出巨大贡献的人放在一起。”这是她觉得小山应该值得科学界的认可的一个迹象。

当我们睁大眼睛观察这个世界,观察一颗流星,发现一个长期被忽视的女人时,我们也许会受到一些启示。正如小山在她的一篇文章中写到的那样:“每当我想到自然界不知道何时会给我们带来不寻常的事物时,我就无法停止观测。”

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