《最後的觀星人:天文探險家的不朽故事》,[美]艾米莉·萊維斯克 著,張玫瑰 譯,光塵丨北京聯合出版公司2022年7月版。
人們有時對天文學家存在一種刻板的印象,覺得他們跟機械人似的,喪失了欣賞浪漫和美麗的能力,只會幹巴巴地陳述科學事實,研究二進制數據。當我和一些同行談論日全食那天的計劃時,我深刻地意識到他們與這種刻板印象完全不一樣。
和許多人一樣,我將在2017年8月迎來有生以來的第一次日食觀測。那一天,月亮將完全遮蔽太陽,只餘一圈白邊,拖着月影掃過美國一大片地帶。我和同事對日食了如指掌,比如它會在什麼時間、什麼地點發生,也知道必須佩戴專用觀測鏡,否則不能直視太陽,哪怕它被月亮遮住了99%,還知道食甚階段能夠看見日冕(太陽大氣的最外層)的銀白色光芒。不過,當我跟同事提起日食時,大多數人一張口,最先說的不是科學知識,而是它有多麼美麗,它給人類帶來如何震撼的感官體驗和心靈滌盪。
自從知道了日食背後那些詩意的數學、優美的科學,天文學家似乎反而更能領略日食之美。無論是為了科研,還是出於對宇宙的熱愛,曾看過日食的觀測者都會讚不絕口地說,當食甚那刻到來時,在整整兩分半鐘的時間裏,他們的內心只餘一片寧靜淡泊,眼中只有攝人心魄的日冕光芒,忘我地沉醉於美輪美奐的天文奇觀里,彷彿與整個太陽系同在,聽不見世間的紛擾。
我的親身體驗可就沒這麼富有禪意了。
月影降臨人間,每個人都戴上了日食眼鏡
2017年的日食,我在懷俄明州的一些同事組織了一次科普旅遊活動,邀請了兩百名日食愛好者到傑克遜市(Jackson) 的傑克遜霍爾高爾夫網球俱樂部,共同觀看日食。我加入了他們的活動,作為特邀演講嘉賓之一,在晚上為前來參加活動的人做科學報告。日食到來的那天早上,湛藍的天空如碧玉般澄澈,人們來到開闊的高爾夫球場,散落在各個角落上,西邊是大特頓山脈(Grand Tetons),尖聳的山峰矗立在我們身後。所有人面朝太陽站着,像隨着太陽轉動腦袋的向日葵,手上拿着琳琅滿目的觀測儀器:每個人都帶了一副深色的日食眼鏡,有人甚至帶了裝有日食鏡片的雙筒望遠鏡,各式各樣的數碼相機,帶太陽濾鏡的小型天文望遠鏡,利用小孔成像法將太陽投影到屏幕上的設備。
不少來的人是日食觀測的老手。有人告訴我這將是他們看到的第20次日食,而我和我的家人則是第一次。我的朋友道格·鄧肯(Doug Duncan) 是這次活動的組織者,他非常大方地說我可以帶家人一起參加,可能沒想到我的家族這麼龐大,最終邀請了16個人(戴夫、我的父母、我的哥哥和他的妻兒,還有好多姑姨、叔舅、表兄堂弟)。他們都和我一樣,無比期待即將看到的第一次日全食,一想到它就興奮得難以自抑。為了這次漫長而昂貴的日食之旅,他們積攢了好多假期和旅費,從馬薩諸塞州乘飛機、汽車或露營房車來到這裡與我會合,期盼着這天上午11:35,這裡會是晴天,能夠如願觀賞到日食,不虛此行。
紀錄片《民國三十年之日全食》(1941)劇照。
隨着太陽一點一點被遮擋住,每個人心中的期盼也越來越強烈。太陽被蠶食的過程漫長且微不可察,人們只能感覺到氣溫逐漸下降,光線反常地由明轉暗,太陽的投影慢慢地從一張圓餅變成吃豆人,再從吃豆人變成可頌麵包。球場里的發燒友全都樂呵呵的,你一言我一語地談論着日食,一看到有人從面前經過,就興奮地喊對方來看自己帶特殊濾光裝置的天文望遠鏡或雙筒望遠鏡,分享鏡中的奇觀。整個懷俄明州的人—確切地說是全美民眾—都擁向了日全食的所經之處。從俄勒岡州到南卡羅來納州,大批群眾堵在高速公路上,有的戴着日食觀測眼鏡,有的戴着深色電焊護目鏡,有的直接就地取材,用自己能找到的任何帶小孔的東西(漏勺、樂之餅乾、刨絲器)充當「針孔照相機」,觀賞慢慢消失的太陽。那一周,社交媒體上鋪天蓋地的全是日食的消息,所有新聞和廣播節目都爭相報道它。看到全國人民因天文現象而瘋狂,身為天文學家的我們真的很高興。上百萬天文愛好者投入這場天文盛會中,彷彿在舉辦一場全國觀測大會。
在食甚到來的前一刻,人們心中的興奮達到了無法遏制的頂峰。月影降臨人間,每個人都戴上了日食眼鏡,面朝天空,屏息以待。有些人驚嘆着轉過身來,因為就在我們身後,食甚的第一縷影子籠罩住大特頓山,以每小時2000多英里的速度,翻越山川大河,朝我們靠近。
周圍的草地上光影閃爍。「是影帶!」道格興奮地在球場上大喊。正如夜空中的繁星因大氣湍流而閃爍,太陽的光束也被大氣湍流割裂成一地斑駁的光影和暗色帶狀物。就在太陽完全被遮蔽住的前後幾秒,纖細的色球層光暈經過地球大氣層,被大氣湍流折射,只余微弱光線抵達地面,如波浪般搖曳生輝,仿若池底陽光的漣漪。人們開始輕聲低喃,伴隨着食甚那刻的到來,吶喊聲、歡呼聲、掌聲達到了前所未有的高潮,兩百名參與者紛紛摘下眼鏡,瞻仰這神聖的一刻。
那一瞬間,我痴痴地望着天空,忘記了呼吸。一輪完美到動人心魄的黑色月影佔據着太陽的位置,四周環繞着一圈鋸齒狀的銀色光環,震撼到讓我不禁潸然落淚。這便是日冕,太陽大氣層的熾熱外緣,在不斷拋射物質的過程中,將粒子拋向太空,形成太陽風或星風,是太陽以及其他恆星演化的關鍵。我幾乎一輩子都在研究恆星,動用了十幾台世界上最好的望遠鏡觀察它們,但這是我有生以來,第一次用肉眼看到星風。整個蒼穹昏暗了下來,無論往哪個方向看去,都瀰漫著如夕陽西下般的昏蒙,艷陽帶給人間的溫暖已經散去,取而代之的是一種近乎原始的冷冽。此時此地,地球彷彿停止了轉動,所有人定格在昂首的這一瞬間。
同事曾說,這種觸及心靈深處的感動將貫穿整個食甚的始末。與我相比,他們顯然平靜淡泊許多,至少比我更有耐心,也更克制,因為一看到太陽完全被遮住,在後面的兩分半鐘里,我完全喪失了向來引以為傲的理智。
我開始左看右看,應接不暇。我知道自己應該全程目不斜視地盯着日食,但又不甘心錯過雙筒望遠鏡中的「近影」,也不願錯過父親調好的瞄準鏡,拿着它興奮地原地轉圈,環視360度的日落全景,還圍着難得齊聚一堂的家人打轉,像一顆彈珠一樣來回跑跳。他們在看嗎?是用雙筒望遠鏡看的嗎?還是瞄準鏡?有人在看夕陽嗎?每個人都乖乖地在看嗎??(是的,是的,都在看呢,你可消停一會兒吧。)我從雙筒望遠鏡的視場中發現了水星,就「埋伏」在太陽的左下方。在前一天晚上的日食討論會中,我們還不太敢確定能否看見它,結果今天就看到了。「大家快看,是水星!」我興奮地大叫起來,聲音傳遍了整個球場,估計也傳遍了整個懷俄明州。我欣喜若狂地抱了抱戴夫(把雙筒望遠鏡猛地塞進他手裡,興奮地喊道:「快看太陽的邊緣,那是一大團閃閃發光的等離子體!」),抱了抱我的父母,抱了抱其他人,慘遭我熊抱的估計還有陌生人。太陽生光的一剎那,月球邊緣崎嶇不平的山峰缺口處透出一弧鑽石般的光芒,我和所有人再次歡呼起來,大喊道:「快戴上眼鏡!!!」(依然是最高音量),然後像追風少女似的飛奔過場地,向道格分享我的喜悅。事後我才知道,在整個日全食階段,一個紀錄片攝製組正在跟拍我們的團隊,正好拍下了我看到食甚後上躥下跳的瘋癲樣兒,鏡頭中的我還跟剛跑完長跑似的,氣喘吁吁地感嘆:「這是我人生中過得最快的兩分半鐘!」
具有傳奇色彩的日食考察故事
日全食算得上是最難觀測的天文奇觀之一,也是讓天文界收穫頗豐的天文現象,給了天文學家研究宇宙萬物的獨特機會,包括太陽自身的奧秘,以及引力與時空的複雜理論。類似的遮蔽現象也會以更小的規模發生,被稱為凌日或掩星(occul tation),跟日食的原理並無不同。當金星從太陽與地球之間經過時,觀測金星凌日的過程,有助於我們更好地了解金星的大氣層,了解如何辨識環繞其他恆星旋轉的行星。太陽系中的行星和小行星有時甚至會迅速掠過其他遙遠恆星的表面,給予天文學家短暫的時間研究該恆星的光線變化,獲得行星大氣、小行星形狀、太陽系的工作原理等新知識。
和2017年的日食觀測一樣,要想獲得那些寶貴的天文信息,訣竅在於天時地利,即在對的時間,出現在對的地點。觀測日食可謂難如登天,不管是月球凌日,還是一顆迷你的小行星短暫地遮住恆星的一角,這些遮蔽現象都會在地球表面投下陰影,但是只夠覆蓋地球的一小塊地皮。這意味着,觀測者除非運氣好到爆棚,正好處於能觀測到該現象的地帶,並且有一台頂級配置的望遠鏡,否則就只能被動地變成「追影子的人」。這也是為什麼2017年,為了一睹當年全球最後一次日全食,那麼多人會不約而同地擁向美國俄勒岡州與南卡羅來納州之間的狹長地帶:那年,月亮移動到地球和太陽之間,正好拖着細長的影子駕臨美國,從俄勒岡州開始,到南卡羅來納州結束,標誌着日全食的路徑。
對於專門研究掩星事件的天文學家而言,他們要帶着巨大的設備,跑遍山川大河,踏上滿世界追逐宇宙「魅影」的漫漫旅途。山不就我,我就山。天文學家不能指望它們親自找上門來,只能自己帶着天文設備,主動到它們身邊去。於是,天文觀測團變成了巡迴馬戲團,拖着方便打包的設備,輾轉於「魅影」的落腳之處。
「魅影」可能落在哪兒,本身就很難說得准。天文學家已經從數學層面精確地掌握了地球、月亮和太陽的相對運動,可以完美地預測日食的時間,以及日食帶的位置。然而,如果我們面對的是一顆遙遠的小行星,只粗略地知道它的大小、質量、距離、軌道,而它掠過的又是一顆暗星,那麼數學計算的結果就沒那麼精確了,不確定性也更大。如果有團隊想研究這顆小行星,就得兵分幾路,到幾個潛在的觀測點,守株待兔好幾天。另外,它們也沒有義務配合地球的天氣和天空條件,在理想的時間地點出現。天文學家們煞費苦心,好不容易在正確的時間抵達正確的地點,這時如果來了一朵不合時宜的烏雲,就足以讓他們付出的所有心血泡湯。
「科學考察」這個詞往往讓人聯想到世紀之交的探險家,帶着一隊馬匹,一把獵槍,一身智慧,一顆大無畏的心,頑強地在未知的荒野中跋涉。歷史上確實有一些關於日食觀測的著名探險故事,他們的探險精神也一直流傳至今。
紀錄片《觀星指南》第一季(2011)劇照。
前幾個世紀發生了不少具有傳奇色彩的日食考察故事,足以獨立編寫成書,其中包括大衛·巴倫(David Baron) 的《美國日食》(American Eclipse),敘述了1878年橫貫北美的日食,令全世界為之瘋狂,儼然日食研究的黃金時代。科學史上最著名的日食觀測無疑是1919年亞瑟·愛丁頓為驗證愛因斯坦的廣義相對論而進行的科學考察。根據愛因斯坦的理論,太陽在掠過背景天體時,由於太陽引力對時空的影響,它會變成一面引力透鏡,彎曲背景天體的光線,從地球上觀測該背景天體時,其星像就會偏離它原本所在的方位。平時太陽過於耀眼,所有天體都淹沒在它的光芒中,因此很難驗證引力透鏡效應,不過日食卻能輕鬆甩掉這個難處。亞瑟·愛丁頓要做的就是帶上1919年最先進的觀測儀器,找到日食的路徑,趁月亮遮擋住太陽時,趕緊測量鄰近恆星的位置,就能圓滿驗證引力透鏡效應。
2017年,美國的許多天文愛好者帶着他們的相機,驅車趕往日食途經之地,將原本寂靜無人的地方堵了個水泄不通。擁堵的交通令他們吃了不少苦,但是跟愛丁頓1919年的那次旅行相比,簡直是小巫見大巫。1919年,距離5月29日的日食還有兩個多月,愛丁頓帶了一台從天文台借來的大望遠鏡,還有一箱易碎的玻璃底片,從英國出發,乘船到非洲西海岸的普林西比島(Príncipe Island)。到了目的地後,他的團隊提前幾個星期架好設備。日食當天,傾盆大雨下了一整個上午,天空被厚厚的雲層遮蔽,所有人都屏住了呼吸,祈禱能有轉機。幸運的是,天空在日食前一刻放晴了,他們如願拍到了幾張珍貴的照片,證實了愛因斯坦的理論。
然而,並非每個觀測者都有這樣的好運。一台不靠譜的設備,一片不解風情的雲層,就足以令所有努力付諸東流。當有人跋山涉水,準備了數月,只為捕捉幾分鐘的數據,卻碰到這樣的情況時,心中的沮喪是無法用言語描述的。
紀堯姆·勒讓蒂爾是18世紀的法國天文學家,多次為觀測奔赴遠方,皆以失敗告終,因此為後人所知。1761年,為了觀測金星凌日,他從法國出發,前往印度的本地治里(Pondicherry),幾乎一上船就出師不利。原來,當他還在半路上時,英法兩國爆發戰爭,本地治里被英國佔領,勒讓蒂爾的法國船員放棄前往印度,轉而停靠在馬達加斯加東海岸的毛里裘斯。勒讓蒂爾抱着賭一把的心態,直接在甲板上觀測,結果卻是徒勞。
金星凌日極為罕見,卻會成對出現,之間相隔8年,之後要等上一個世紀,才能再見其奇觀。1761年是該世紀第一次金星凌日,勒讓蒂爾知道他在1769年還有一次機會,便決定未來八年都守在印度洋上,在下一次金星凌日時再試一次。這一次,事情開了個好頭。1768年,本地治里回到了法國的懷抱,熱情地歡迎勒讓蒂爾的到來。他花了一年多的時間搭建一個觀測站。第二次金星凌日發生在1769年6月4日,當天從黎明開始就風雨交加,烏雲密布,看不見太陽的面孔,卻在金星凌日結束時,立即放晴。
勒讓蒂爾鬱鬱寡歡,就這樣病倒了。在外漂泊的11年里,他一封家書也沒有寄過。直到拖着病體回到法國,才悔不當初。親朋好友只知道他去了印度,從此杳無音信,再也沒有回來過。無奈之下,眾人決定向前看:他在法律上被宣告死亡,妻子另嫁他人,繼承人們為他的財產吵得不可開交,連法國科學院—當初派他去執行觀測任務的單位—都註銷了他的會籍。坎坷的命運,讓勒讓蒂爾坐穩了「史上最糟心的差旅人士」的第一把交椅。
天文奇觀對人類有着一種近乎原始的吸引力
今天,有了飛機和手機後,出行不再那麼麻煩,但是太陽天文學家依然每隔幾年就要跑到地球另一頭,去到日食所經之處。沙迪婭·哈巴爾已經帶領過十次日食考察團,足跡遍布全球。日食是研究太陽風和太陽磁場的絕佳機會,她和團隊追隨着日食的軌跡,在月亮將太陽完全遮蔽住時,觀測太陽的外部結構,因為只有在這個時候,天文學家才看得見其外部結構。
當然了,沙迪婭也有被天氣坑的時候:1997年,她在蒙古碰到了暴風雪;2002年,她在南非遇到了一片不請自來的雲;2013年,她在肯雅遭遇了沙塵暴。除此之外,她還必須面對艱巨的後勤挑戰。2006年的一次日食觀測中,沙迪婭切身體會到,選擇專業的日食觀測地點,不僅要考慮日食路徑,還要考慮當地氣候,包括氣象意義上的「氣候」,也包括政治意義上的「氣候」。那次日食的路徑呈弧形橫貫北非,利比亞南部成為了最理想的觀測點,但這兒恰恰是最棘手的地方。幸運的是,2004年初,美國國務院正好撤除了長達二十多年的對美國公民前往利比亞旅遊的禁令,否則沙迪婭根本不可能帶領一支日食考察隊伍,浩浩蕩蕩地進入利比亞。後來,利比亞軍隊甚至協助他們將設備運到南部,還在沙漠中的營地旁架設一台天線,方便他們上網。
紀錄片《觀星指南》第一季(2011)劇照。
2015年的另一次日食出現在北極圈上空,沙迪婭的團隊將挪威北部的斯瓦爾巴德島(Svalbard) 作為理想觀測地,以一處坐落在峽谷里的美麗山谷為根據地,仔細勘察地形後,確定了最佳觀測點,在日全食時分,透過高低錯落的山峰,能夠看見北極圈上空低垂的日冕。那次觀測,除了要擔心能見度、天氣及設備之外,沙迪婭的團隊還要小心北極熊。對於天文台附近的熊,通常你只要離得遠遠的,不主動招惹它們就行,北極熊卻沒那麼好打發。這一年,參與日食觀測的幾名隊員特地接受了射擊訓練,並在抵達挪威後為他們配發了步槍。整個團隊在白雪皚皚的山谷中工作,附近時刻有人在望放哨。當耀眼的日冕照亮被白雪覆蓋的山谷,面對異常壯美的日食,對北極熊的恐懼只能退居其次。食甚前15分鐘,沙迪婭團隊所在的小鎮停止了一切活動,讓每個居民都有機會外出欣賞日食。
沙迪婭想起了另一次觀測體驗,那地方雖不如三月的北極圈那麼獨特,但是當地人對日食的反應,倒是與挪威人民如出一轍。2010年7月的日食出現在法屬波利尼西亞,直接經過塔塔科托(Tatakoto) 這個小環礁島的上空。上島後,能說一口流利法語的沙迪婭到了當地小學,給孩子們做科普教育,解釋了佩戴日食觀測眼鏡的重要性,還有如何在日全食來臨時摘下眼鏡,盡情欣賞黑曜石般的太陽,銀白色的日冕。後來,學校校長找到沙迪婭,提出了一個想法:如果她能在日全食到來時告訴他,他就可以在那個時候敲響教堂的鐘聲,讓島上所有人一聽見鐘聲,就摘下眼鏡,觀賞日全食。計划進行得很完美,島上大約250名居民都看到了壯觀的日全食。
親眼看過2017年的日全食後,我深刻地體會到天文奇觀對人類有着一種近乎原始的吸引力,強烈到難以抗拒。沙迪婭的故事讓我不禁回憶起2017年的懷俄明州傑克遜鎮,為了迎接日食的到來,整個小鎮換了個樣兒,張燈結綵,喜氣洋洋,大小餐館應景地推出以日食為主題的啤酒和小吃,商店裡陳列着以日食為主題的定製珠寶。對於正好處在日食路徑上的人,沒有人不期待日全食那一刻的到來。當太陽短暫消失時,你能感覺到一種難以名狀的情感,靜靜地流淌在每一個人的心中。
地球上平均每十八個月就會出現一次日食
日食是令人永生難忘的壯麗奇觀,它的奧秘早已被人類研究透了:多虧了行星軌道的計算公式,還有精心測量到的日地和地月距離,今天我們可以準確地計算出日食出現的時間和地點,並精確到秒。然而,隨着天文學家開始將眼光轉向那些規模小得多的遮蔽事件,比如一顆小行星從一顆暗星表面掠過,一切又變得飄忽不定起來,預測難度也變大了。被觀測者稱為「掩星」 的遮蔽現象往往稍縱即逝,發生的時間跨度極短:有些從恆星家門口一閃而過的小行星,只能遮蔽其光芒數秒。我們對這顆小行星的距離、軌道、形狀、大小有多了解,決定了我們推算出的掩星時間和地點有多精確。於是,它的影帶何時落下,將落於何處,也變得撲朔迷離。
真正看見它的機會也更渺茫。地球上平均每十八個月就會出現一次日食,但是想在地球上的某個角落看到一顆小行星利落地掠過一顆足夠明亮的背景恆星,這個角落還必須是觀測物資以及團隊可以到達的地方,如願以償的可能性就大大下降了,說不定一輩子只能碰上一回。
2014年,天文學家發現了一顆編號為2014 MU69的岩質天體,位於柯伊伯帶(Kuiper Belt),一個由無數岩質天體組成的環帶,處於太陽系的最外圍,圍繞着太陽旋轉。它本身並不起眼,只除了一點:2018年,我們將有幸造訪它。自2006年發射升空以來,新地平線號探測器(New Horizons) 在太空中飛行了九年,終於來到冥王星的軌道,首次近距離拍攝到這顆矮行星的表面,成功完成考察任務,並逐漸飛離冥王星,向著更遠的宇宙空間飛去。這時,天文學家將目光投向了柯伊伯帶,在那裡物色合適的天體,作為新地平線號的下一個探測目標,這個天體就是2014 MU69。新地平線號經過幾次變軌,將航向對準2014 MU69,預計於2018年底開始接近該天體,並於2019年1月1日近距離凝視它。在這之前,天文學家希望儘可能多地收集這個奇怪天體的信息,因為新地平線號只有一次飛掠它的機會。儘可能多地收集早期數據,能讓我們最大限度地利用這次飛掠。
這是掩星觀測專家大顯身手的好時機。天文學家們已知的是,2014 MU69既小(後期觀測得出它只有22英里長)又暗(作為一個岩體,它本身不發光,要不是反射了一點太陽的光,沒人能發現它),根據軌道計算的結果,它將於2017年7月3日、10日和17日分別從三顆不同的恆星面前經過。為了捕捉這幾次千載難逢的掩星事件,一批批專家團隊被派往世界各地,在南非和阿根廷架設起幾十台移動望遠鏡。那年七月,多個團隊幸運地在選定的觀測點捕捉到了2014 MU69的影帶,進一步確定了這個小天體的軌道和形狀。
就連SOFIA也加入到行動中。在掩星觀測這方面,SOFIA機動性高,能夠飛到掩星的行進路徑,具有明顯的優勢。很久以前,吉姆·艾略特就身體力行地證明了機載天文台在這方面的獨特優勢,成功發現了冥王星大氣和天王星環,背後的功臣除了柯伊伯機載天文台,當然也有行星、大氣層及擋住恆星的星環。SOFIA將2017年部署在克賴斯特徹奇基地的所有資源都投入到追逐2014 MU69的影子中,憑着精確到秒的飛行路線和時間表,成功地捕獲它遮蔽恆星的短暫瞬間,幫助研究人員更好地了解了恆星的邊緣結構以及周圍環境。
2014 MU69遮蔽附近恆星的總時長不超過一兩分鐘,但是這一兩分鐘採集到的數據已經足夠了。幾十台望遠鏡紛紛上陣,研究團隊四處奔波,所有人的努力匯聚在一起,揭開了2014 MU69的面紗:它呈現奇特的橢圓狀,像兩個圓形的瓣狀結構粘在一起,緊緊地圍繞對方旋轉。這些數據幫助新地平線號進一步修正飛掠探索計劃,並且飛近2014 MU69時拍到的第一張照片,也證明了團隊先前的結論是正確的。在其發回的高清圖像中,2014 MU69由兩個球體連接構成,彷彿兩顆雪球粘在一起,酷似雪人。2014 MU69距離地球40多億英里,是迄今航天器造訪過的最遙遠的天體。
紀錄片《觀星者》(2015)劇照。
天文學家的追星逐影從來不曾一帆風順,後勤挑戰總會在旅途上設下諸多路障,令他們手忙腳亂。光是時間這一點就很無情,2014 MU69掩星事件尤其短暫,最多只持續幾秒鐘,大多數掩星現象都是這般短暫。為了觀測它們,團隊長途跋涉數千英里,深入荒郊野嶺,布置好觀測點,提前擬訂計劃,留足緩衝時間。但是數學上的一個微小誤差,突如其來的設備故障,或是一片不請自來的烏雲,都足以讓一切努力付諸東流。
觀測地點在交通便利性上的差異也很大,有些觀測者只需要「驅車到帕洛瑪山天文台所在的山頂,因為它正好從山頂上空經過」,有些卻要長途跋涉,深入瑞士的小山村,或者某個大洋上的島嶼。身處偏遠的地區,即使碰到的是常見的設備問題,也會變成棘手的大問題。不過,不管天文學家到了什麼地方,觀測的對象是什麼,都會引起與日食同等的歡呼和熱情。
2017年,2014 MU69掩星觀測團隊來到了里瓦達維亞海軍准將城(Comodoro Rivadavia),一座居住人口約18萬的阿根廷南部小城,拉里·瓦瑟曼(Larry Wasserman) 對當時引起的轟動仍記憶猶新。當地報紙爭相報道這次觀測活動,雖然城裡會說英語的人不多,但是拉里每次到城裡辦事或吃飯,都會被當地人攔住,問他是不是考察隊的。觀測當晚,為降低光污染,城裡關閉了所有路燈,封鎖交通要道數小時。觀測團隊曾擔心大風將便攜式望遠鏡吹得搖來晃去,無法採集到高質量的數據。為了防止這種情況發生,當地的司機將他們高大的卡車開過來,圍住觀測點,為他們擋風。當晚,整座小城都靜止了,只為了讓天文學家們能夠安靜地觀測2014 MU69遮蔽鄰近恆星的那幾秒鐘。
占星術是對天文學的一種諷刺
聽到這些故事,我不由得想起占星術,它是對天文學的一種諷刺,被奉為神諭般的迷信—根據恆星和行星的相對位置,預知人類行為和世間萬物。每個專業的天文學家都會說,占星術絕對是假的。任何有點科學常識的人都能迅速識破占星術的騙局,比如水星的運動軌跡(占星術中所謂的水星逆行,實際上是因水星和地球的相對運行速度而產生的視覺假象,讓人誤以為水星在倒退),或每個人出生當天隱藏在太陽後面的星座(你出生那天當然看不到你的對宮星座,它既然在白天升起,你能看得見才有鬼!),這些跟你的人格、習慣、命運一點關係也沒有。我從來沒有見到哪個天文學家是信占星術的,他們才是真正受過良好教育的絕對的星空專家!
不過,一位風趣的同事曾對我說,星空確實「主宰」着天文學家的人生,雖然不是以一種玄學或超自然的方式。這句話說得很有道理,畢竟一台有故障的望遠鏡,一個狂風怒號的觀測之夜,就足以讓一個年輕研究員無法如期完成博士論文答辯,這可是影響人生和事業的大事。至於掩星觀測,時間上的分毫之差,決定了你會成為報紙頭條上的明星科學家,還是灰頭土臉的喪家犬。
勒讓蒂爾的人生軌跡因為兩次金星凌日而徹底改變,不過大多數人的一生沒有出現這麼戲劇性的變數,卻也潛移默化地受天文現象影響着。比如兩歲的我在自家後院看到哈雷彗星,從此喜歡上天文,長大後選擇了麻省理工,在那裡遇到戴夫,後來背井離鄉6000英里,到夏威夷攻讀研究生,畢業後義無反顧地投身自己熱愛的天文事業,跑遍世界各地的天文台,來到懷俄明州的高爾夫球場,陪全家人一起觀賞人生中的第一次日食。宇宙本就充滿無限可能,而我們立志太空、寄情星海,決定不走尋常路的決心,讓一切看似屬於機緣巧合,又彷彿命中注定。占星術純屬一派胡言,然而有一點倒也適用於我們—星空主宰着每個天文學家的人生。
紀錄片《宇宙時空之旅》(2014)劇照。
隨着懷俄明州的日食盛會逐漸落幕,高爾夫球場也歸於平靜,我和家人漫無目的地走着,細細品味日食的餘韻。慢慢地,慢慢地,太陽從月亮背後重新露出臉來。我們時不時抬起頭,透過眼鏡看一兩眼,讚歎着方才的奇觀。有幾個人已經在打聽2024年4月的事了,屆時北美將迎來又一次日全食,弧形的月影將落在北美大陸東部,以墨西哥和得克薩斯州為始,緬因州和加拿大的新斯科舍省為終。對於日食愛好者來說,不管是新人還是老手,這意味着又一次短途自駕,或長途飛行。
如果我們停下來仔細回想,就會發現日食當天發生了無數大小事件,足以匯聚成一部蕩氣迴腸的史詩。兩百號人經過多年的精心策劃和準備,才在這一天來到懷俄明州的觀測場地。天空萬里無雲,一覽無遺,最令人震撼的還是日食本身。人們很容易忘記,能在地球上看到此等日全食奇觀,是一種多麼美妙的巧合。也許正是因為這一點,地球才會如此獨特,即使環顧四周,尋遍我們所能找到的其他行星,也找不出第二顆地球來。
人類仍在積極地探索更多行星及其衛星,但是有一點是肯定的:想找到一顆完美匹配地球的行星,正好圍繞着一顆離它9300萬英里的中心恆星旋轉,旁邊還跟着一顆離它24萬英里且圓得恰到好處的小衛星,其可能性微乎其微。在某個遙遠的未來,如果我們實現了星際旅行,遇到一群友善的外星訪客,也許地球的日食將會成為星際旅行的熱門景點,就像亞利桑那州大峽谷一樣,吸引着源源不斷的星際遊客。
2017年8月日全食暫現的那一天,很少有人知道,宇宙中暗流涌動,漣漪激蕩,出現了舉世震驚的意外發現。這也是日全食一結束我就迫不及待地掏出手機上網的原因。我一邊欣賞着全國各地的天文學家朋友發在社交媒體上的日全食照片,一邊留意我的郵箱。與此同時,有一群科學家正在愛達荷州太陽谷參加高能天體物理學術會議,一邊欣賞日全食的美景,一邊哀嘆落後的網絡服務。就在四天前,一種人類從未探測到的信號,從1.3億光年之外啟程,跨越浩瀚宇宙,最終抵達地球,掀起一場驚濤駭浪的暗涌,令一些天文學家陷入慌亂之中。
本文選自《最後的觀星人:天文探險家的不朽故事》,小標題為編者所加,非原文所有。已獲得出版社授權刊發。
原文作者/[美]艾米莉·萊維斯克
摘編/安也
編輯/張進
導語校對/趙琳