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脉冲星的发现者乔瑟琳·贝尔·伯勒尔

杂谈 更新时间:2017-03-13 移动版浏览 编辑:adou

   

   走上天文之路

   乔瑟琳1943年7月15日生于英国北爱尔兰的贝尔法斯特,父亲菲利普是一名建筑师,母亲阿莉森是一位虔诚的贵格教徒。她后来还有了两个妹妹和一个弟弟。

   

   乔瑟琳的童年是愉快的。她的家在乡村,周围有广袤的农田,也许正是优美的田园生活塑造了她开朗、乐观的性格,也使她能够耐得住寂寞。当然,这时候乔瑟琳对天文没啥兴趣,也完全无知。

   转折发生在中学时代。那年,她的父亲承包了北爱尔兰亚尔马天文台的设计建造工程,乔瑟琳因此接触到了一些天文学家。小姑娘肯定非常讨人喜欢,这些天文学家给她讲了天文学中许多神秘的学说和伟大的发现,使她对天文学产生了极大的兴趣。很快,她就把父亲书库里所有有关天文学的书都看完了。她决定成为一名天文学家。

   1961年,乔瑟琳高中毕业,报考了苏格兰的格拉斯哥大学,这是英国一所老牌名校,离家不远,而且有天文学专业。但她到校注册的时候改变了主意,进了物理系。按照她的说法,这样既有机会进行天文学研究,找工作又不会太难。1965年,乔瑟琳毕业了,成绩还不错。

   乔瑟琳准备继续上学,攻读博士学位。她向曼彻斯特大学的焦德雷尔班克天文中心提出了申请,但没有成功;同时,她还向剑桥大学和澳大利亚一所大学提出了申请。其实乔瑟琳没对剑桥大学抱多大希望,她已经开始准备去澳洲了。

   但她居然被剑桥大学录取了。

   乔瑟琳终于正式走上了天文学的研究之路。

   打造新式望远镜

   乔瑟琳来到剑桥大学时,她的导师安东尼·休伊什正在建设一个大型射电望远镜,这是无线电波研究带来的一种新玩意儿,实际上就是一堆接收天线,用来接收来自宇宙天体的无线电信号。大约在30年前, 也就是20世纪30年代,人类才由美国无线电工程师第一次捕捉到来自太空的无线电波。

这张照片拍摄于1968年,当时的贝尔25岁。

   休伊什当时感兴趣的是利用天体的闪烁来测量类星体的角径。所谓的闪烁是指恒星或者其他天体的光波在进入大气层以后,由于大气扰动而出现强度的快速起伏。角徑则是衡量天体在天球上大小的一个指标。一般来说,角径越大,闪烁就会越小,反之亦然。他申请到了17000英镑的经费,以便对一部已有的射电望远镜进行扩建。乔瑟琳正好碰到了这个机遇,于是,她成了苦力。

   休伊什在面积达18200平方米的场地上安装天线。与我们今天看到的那些巨型大锅不同,休伊什的望远镜就像果园一样,是由一根根天线组成的,这里要竖起上千根高2.75米的柱子,用来支撑长达120千米的天线。乔瑟琳的主要任务就是和另外5名学生一起,把这120千米长的天线正确组装上去,连接起来,以便能把它们收集的信号合并,使微弱而不可测的振荡电流增大到可以捕捉和放大。这部射电望远镜可以借助地球的自转扫描星空。工程不小,休伊什看来真是需要不少劳力,这也许是乔瑟琳能够意外被剑桥大学录取的重要原因。当然,我们不能因为这事苛责休伊什,研究生做苦力也是学术界的传统,就像学徒要从打杂开始一样,直到今天也是这样的。

   1967年7月,在乔瑟琳当了两年半苦力以后,天线网阵终于顺利连接完毕,可以正式启用。谢天谢地,她还有一点时间,可以完成她的博士学位论文。

   奇怪的信号

   为了记录星体的闪烁并方便解读,课题组没有使用计算机,而是刻意使用了纸带记录仪。事实证明,这个决定相当正确。乔瑟琳在分析了100多米的记录纸后,已经能够根据数据区分哪些是天体传来的闪烁信号,哪些是电视台、飞行器等的干扰信号。她能干净利落地抛弃那些干扰信号,找到需要的信息。

   完成一项科学发现的两大重要因素——材料和特定设备的选择、研究者分析和处理信息的素养,在乔瑟琳这里得到了完美的结合。

   新发现,已经只是时间问题。

   但是,分析数据确实是一项艰苦而繁重的工作,尤其是有一台在不停吐数据的设备。在之后的两个月里,乔瑟琳尽量追赶记录仪吐出的纸带,但仍然落后一点,到了10月份,就已经积累了300多米没有分析的纸带……真是一项可怕的工作!

   难能可贵的是,乔瑟琳依然保持着清醒的头脑和敏锐的洞察力,并且一丝不苟地在进行工作。

   实际上,8月6日晚上她就发现了异常。她找到了一组“奇怪的信号”,这组信号既不能归入天体闪烁的信号,也不同于人类制造的干扰信号。这组信号有多长呢?在大约121米的纸带中能占1.2厘米的长度。乔瑟琳的态度之认真由此可见一斑。

   之后,她对该信号进行了追踪,发现这组信号每隔大约23小时56分钟被记录一次,出现得非常准时。要知道,这个时间恰好是地球自转一周的时间,也就是说,每当射电望远镜扫描到这个位置的时候就会出现这个特殊的信号。或者说,这段特殊的信号是由某个位置的一个天体发出的!

   休伊什在听取了乔瑟琳的汇报后,同意继续观测这个信号。但不幸的是,他们正要更换一台更好的记录仪,所以,必须停止观测一小段时间。然而,当9月乔瑟琳再次运行记录仪时,怎么也找不到那个信号了。

   来自星空的“小绿人”

   直到11月28日,这个信号终于又出现了。乔瑟琳写道:“记录纸带在笔尖下徐徐移动,我看得出来这个信号由一系列脉冲组成,我还觉得这些脉冲好像是等时间间隔的。当我从观测仪器中把纸带取出来,这些猜测在分析了图形后就立即得到了证实。相邻脉冲的时间间隔是1.33秒。”

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