天文史上的今天：苏梅克-列维9号彗星发现背后的故事

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摘要：

1993年3月24日晚，苏梅克夫妇，以及他们长期的合作伙伴和朋友大卫·列维一起，发现了“苏梅克-列维9号”彗星。

一年之后，这颗彗星将撞击木星，成为人类历史上首个被现场观测到的天体相撞事件。

苏梅克-列维9号彗星分裂成20多块碎块，冲向木星

来源：NASA

坐在前排，亲眼目睹天文史上最壮观的事件之一，是一种怎样的感受？

1994年7月16日，苏梅克-列维9号彗星撞击了木星。由于轨道计算提前预测到了这次事件，全球各地的科学家们严阵以待，人类首次得以目睹两颗天体的相撞事件。

但这颗行踪诡异的彗星，其最初的发现还要追溯到1993年3月24的那个夜晚，还有那个临时的决定。

大卫·列维，苏梅克-列维9号彗星的发现者

来源：wiki

2014年，在苏梅克-列维9号彗星撞击木星事件20周年之际，这颗彗星的发现者之一大卫·列维在美国《天空与望远镜》杂志上撰文，回忆了这颗彗星的发现过程，我将他的文章部分摘录翻译如下，一起回顾这个故事开始的时刻：

帕洛马天文台

来源：wiki

难以置信，苏梅克-列维9号彗星的第一块碎片撞上木星到现在已经过去20年了。当那个早已远去的周六黄昏逐渐陷入黑暗，不管是我，还是尤金和卡罗琳·苏梅克都完全没有意识那个夜晚将带给我们什么。正如我后来所说的那样：“彗星就像小猫。它们都有尾巴，而且它们都为所欲为。”

20年前，1994年的7月16日，尤金和卡罗琳[1]，还有我，我们三个正在位于巴尔的摩，坐落在约翰·霍普金斯大学校园内的空间望远镜研究所主持一场新闻发布会。我们当时正在等待来自哈勃空间望远镜拍摄的木星照片回传，并为大家讲述关于这颗彗星发现背后的一些故事。

尤金·苏梅克和妻子卡洛琳·苏梅克

来源：wiki

突然之间，哈勃观测项目的负责人海蒂·海默尔（Heidi Hammel）快步冲进了会场。当时尤金正在回答一位记者的问题，这时候他也停了下来，看了看海蒂，并把麦克风给了她。“尤金·舒梅克”，海蒂开口了，“他曾经说过，如果我们用哈勃望远镜什么都看不到，那他会感到非常惊讶。我想说的是，尤金不会感到惊讶了，我们看到了一些非常棒的东西！ ”

于是，我们人生中最美妙的一周便开始了。

海蒂冲进会场，报告她们通过哈勃望远镜看到了苏梅克-列维9号彗星的撞击场景，中间是苏梅克夫妇，右侧是大卫·列维

来源：wiki

这是一段奇妙旅程的最高潮，但它最初的开端还要追溯到16个月之前，1993年的3月23日的那个夜晚。当时我们站在加州帕洛玛天文台的18英寸望远镜的圆形穹顶里。那里是弗里茨·茨维基 [2]在1936年开始进行超新星巡天的地方。尤金·舒梅克从1980年代开始使用这里的望远镜开展他的帕洛玛小行星与彗星巡天项目。

我们的观测出师不利。很显然有人打开了我们放胶卷的盒子，导致了严重的曝光。我们的第一次拍摄完全没有显示任何图像。尤金怀疑所有的胶卷都报废了，但他觉得放在盒子最下面靠近底部的胶卷或许还部分能用，边缘可能作废了，但靠近中心的位置可能还行。

在准备新胶卷的期间，我们只好临时先用这些坏掉的胶卷。到了凌晨三点左右，新的胶卷准备好了，于是我们改用全新的胶卷继续拍摄，直到天空开始放亮。

准备观测的卡洛琳·苏梅克

来源：wiki

第二天，也就是1994年3月24日的晚上，我们继续观测，一切都很顺利，直到有一些卷云开始出现在天空中，我们不得不暂停了工作。我们几个都走到了天文台外面看云，然后我注意到云层中间有一个间隙，于是便建议继续观测。尤金以财务上的理由对此表示反对，他说我们每年要在胶卷上花费8000美金，因此不应该在这样的天气下浪费胶卷。

我问尤金，昨天晚上那些坏掉的胶卷是不是还有剩下的。他回答说还剩下大概1/3的还没用。我终于找到了驳倒尤金的方法，我建议我们就用昨晚那些坏掉的胶卷，因为严格来说那些胶卷已经坏掉不能用了，因而不会给我们造成新的损失。

弗里茨·茨维基，脾气怪异的瑞士老头，暗物质研究的先驱

来源：wiki

尤金看了看卡洛琳，卡洛琳看了看我，我看了看尤金，然后他说：“就这么办！”

结果，我们用废旧胶卷拍摄的那张照片，正是发现舒梅克·列维9号彗星的两张照片中的第一张。

两个月之后，我收到一封发自当时任中央天文电报局主管的布莱恩·马斯登博士 [3]发来的邮件，告知我接下来几天会有一些有趣的消息要公布。

然后到了1993年5月22日，国际天文学联合会（IAU）公报第5800号宣布：苏梅克·列维9号的所有碎块将有很大的可能性撞击木星，开始时间是在1994年7月16日。

撞击产生的明显暗色斑点

来源：NASA

我永远忘不了尤金当时的反应，他说：“我们将要目睹一次撞击事件了！这是我这一辈子最想看到的一件事！”

几周之后，我与一位行星科学家克拉克·坎普曼（Clark Chapman）一起吃饭。他向我解释了这样一次撞击事件将会是多么罕见而壮观。这将是科学史上从未有过的事件，一颗彗星撞击一颗大行星，并且我们可以在地球上，或者地球附近，使用任何一台望远镜观测到它。

彗星撞击留下的瘢痕

来源：NASA

回到那个周六，1994年7月16日，苏梅克夫妇和我正在为晚上的发布会做准备，然后突然之间，苏梅克-列维9彗星研究团队的海尔·韦弗（Hal Weaver）冲了进来，展示给尤金看一副显然是匆忙之间打印出来的图像。尤金脱口而出：“他们看到烟尘柱了！”

我们所有人马上冲向最近的一台电脑，想要自己亲眼看一看。后来，海蒂·海默尔再次打断了我们的发布会，这一次，她拿来了一张最新打印的，由哈勃空间望远镜拍摄的图像。上面可以清楚的看到木星云层中出现了巨大的黑色撞击斑点。海蒂说：“这只是第一个撞击点，还不是最大的那个。我们将经历令人兴奋的一周。”

时间序列图像，从上往下，你能看到撞击火球在木星大气中的膨胀扩大

来源：NASA

20年已经过去了，关于那次彗星撞击的研究仍然很活跃。在1996年和2000年，伽利略号探测器发现木星光环中存在波痕状结构，显示在经历彗星撞击后，木星的光环出现了2公里量级的波动；随后在2007年，飞往冥王星的新视野号飞船在飞抵木星附近时发现，木星的光环系统仍然存在扰动迹象。

最重要的是，这颗彗星告诉我们撞击事件在塑造太阳系历史中发挥的作用。彗星含有组成生命的基本成分，尤其是所谓“CHON”物质，即含有碳，氢，氧和氮的物质成分，它们是生命乐章的基本音符。

木星大气中的撞击瘢痕，哈勃望远镜拍摄

来源：NASA

这颗彗星已经不复存在了。尤金·舒梅克也是。非常令人悲伤的是，他在1997年死于澳洲的一场车祸。但地球上的生活还将继续。卡洛琳现在已经退休了，而我还在继续着搜寻彗星的工作，并且也有新的发现。

当年目睹了那场壮丽事件的我们，依旧记得1994年那个不可思议的一周，带着惊奇与不可思议。而如果你没有看到，你也可以想象一下那个场景：一颗彗星，以每小时22.5万公里的速度，一头撞向太阳系中最大的行星。

或许在我们的有生之年，我们还会有机会目睹发生在其他行星上的撞击事件。但苏梅克·列维9号彗星撞击事件的那种壮观程度，将是很难被超越的。（有少量删节）

探测木星的伽利略号探测器

来源：NASA

注：

[1] 卡洛琳·苏梅克（Carolyn Shoemaker，1929~）是尤金·苏梅克的妻子，著名业余天文学家，曾是全世界个人发现彗星最多记录保持者；

[2] 弗里茨·茨维基 (Fritz Zwicky, 1898~1974)，瑞士天文学家，一生大多数时间在美国加州理工学院工作。他是世界上最早意识到暗物质可能存在的天文学家。

[3] 布莱恩·马斯登（Brian Geoffrey Marsden， 1937~2010），英国小天体专家，长期担任美国哈佛-史密松天体物理中心所属小行星中心（MPC）的主管。

作者：

※ 大卫·列维（David H. Levy，1948~），加拿大天文学家，天文作家，苏梅克-列维9号彗星联合发现者。

原文链接：

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/comet-shoemaker-levy-9-20-years-later-07162014/

伴随尤金·苏梅克的一部分骨灰，一同被送往月球的一块铭牌上面的图文

来源：Carolyn porco

1998年1月7日，美国宇航局发射“月球勘测者”探测器。飞船上携带着一个装有舒梅克一部分骨灰的容器，还有一小块黄铜铭牌，上面镌刻的是著名的海尔·波普彗星彗星以及亚利桑那州陨石撞击坑的画面，中间是一首莎士比亚的诗，出自《罗密欧与朱丽叶》：

And, when he shall die,

Take him and cut him out in little stars,

And he will make the face of heaven so fine

That all the world will be in love with night,

And pay no worship to the garish sun.

当他死去，

请让他洒落成为满天繁星，

他将使天堂看起来如此美好。

世人将眷恋夜晚，

不再崇拜那炫目的骄阳。

编者按：

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