天文史上的今天：蘇梅克-列維9號彗星發現背後的故事

摘要：

1993年3月24日晚，蘇梅克夫婦，以及他們長期的合作夥伴和朋友大衛·列維一起，發現了「蘇梅克-列維9號」彗星。

一年之後，這顆彗星將撞擊木星，成為人類歷史上首個被現場觀測到的天體相撞事件。

蘇梅克-列維9號彗星分裂成20多塊碎塊，沖向木星

來源：NASA

坐在前排，親眼目睹天文史上最壯觀的事件之一，是一種怎樣的感受？

1994年7月16日，蘇梅克-列維9號彗星撞擊了木星。由於軌道計算提前預測到了這次事件，全球各地的科學家們嚴陣以待，人類首次得以目睹兩顆天體的相撞事件。

但這顆行蹤詭異的彗星，其最初的發現還要追溯到1993年3月24的那個夜晚，還有那個臨時的決定。

大衛·列維，蘇梅克-列維9號彗星的發現者

來源：wiki

2014年，在蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星事件20周年之際，這顆彗星的發現者之一大衛·列維在美國《天空與望遠鏡》雜誌上撰文，回憶了這顆彗星的發現過程，我將他的文章部分摘錄翻譯如下，一起回顧這個故事開始的時刻：

帕洛馬天文台

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難以置信，蘇梅克-列維9號彗星的第一塊碎片撞上木星到現在已經過去20年了。當那個早已遠去的周六黃昏逐漸陷入黑暗，不管是我，還是尤金和卡羅琳·蘇梅克都完全沒有意識那個夜晚將帶給我們什麼。正如我後來所說的那樣：「彗星就像小貓。它們都有尾巴，而且它們都為所欲為。」

20年前，1994年的7月16日，尤金和卡羅琳[1]，還有我，我們三個正在位於巴爾的摩，坐落在約翰·霍普金斯大學校園內的空間望遠鏡研究所主持一場新聞發布會。我們當時正在等待來自哈勃空間望遠鏡拍攝的木星照片回傳，並為大家講述關於這顆彗星發現背後的一些故事。

尤金·蘇梅克和妻子卡洛琳·蘇梅克

來源：wiki

突然之間，哈勃觀測項目的負責人海蒂·海默爾（Heidi Hammel）快步衝進了會場。當時尤金正在回答一位記者的問題，這時候他也停了下來，看了看海蒂，並把麥克風給了她。「尤金·舒梅克」，海蒂開口了，「他曾經說過，如果我們用哈勃望遠鏡什麼都看不到，那他會感到非常驚訝。我想說的是，尤金不會感到驚訝了，我們看到了一些非常棒的東西！ 」

於是，我們人生中最美妙的一周便開始了。

海蒂衝進會場，報告她們通過哈勃望遠鏡看到了蘇梅克-列維9號彗星的撞擊場景

來源：wiki

這是一段奇妙旅程的最高潮，但它最初的開端還要追溯到16個月之前，1993年的3月23日的那個夜晚。當時我們站在加州帕洛瑪天文台的18英寸望遠鏡的圓形穹頂里。那裡是弗里茨·茨維基 [2]在1936年開始進行超新星巡天的地方。尤金·舒梅克從1980年代開始使用這裡的望遠鏡開展他的帕洛瑪小行星與彗星巡天項目。

我們的觀測出師不利。很顯然有人打開了我們放膠捲的盒子，導致了嚴重的曝光。我們的第一次拍攝完全沒有顯示任何圖像。尤金懷疑所有的膠捲都報廢了，但他覺得放在盒子最下面靠近底部的膠捲或許還部分能用，邊緣可能作廢了，但靠近中心的位置可能還行。

在準備新膠捲的期間，我們只好臨時先用這些壞掉的膠捲。到了凌晨三點左右，新的膠捲準備好了，於是我們改用全新的膠捲繼續拍攝，直到天空開始放亮。

準備觀測的卡洛琳·蘇梅克

來源：wiki

第二天，也就是1994年3月24日的晚上，我們繼續觀測，一切都很順利，直到有一些捲雲開始出現在天空中，我們不得不暫停了工作。我們幾個都走到了天文台外面看雲，然後我注意到雲層中間有一個間隙，於是便建議繼續觀測。尤金以財務上的理由對此表示反對，他說我們每年要在膠捲上花費8000美金，因此不應該在這樣的天氣下浪費膠捲。

我問尤金，昨天晚上那些壞掉的膠捲是不是還有剩下的。他回答說還剩下大概1/3的還沒用。我終於找到了駁倒尤金的方法，我建議我們就用昨晚那些壞掉的膠捲，因為嚴格來說那些膠捲已經壞掉不能用了，因而不會給我們造成新的損失。

弗里茨·茨維基，脾氣怪異的瑞士老頭，暗物質研究的先驅

來源：wiki

尤金看了看卡洛琳，卡洛琳看了看我，我看了看尤金，然後他說：「就這麼辦！」

結果，我們用廢舊膠捲拍攝的那張照片，正是發現舒梅克·列維9號彗星的兩張照片中的第一張。

兩個月之後，我收到一封發自當時任中央天文電報局主管的布萊恩·馬斯登博士 [3]發來的郵件，告知我接下來幾天會有一些有趣的消息要公布。

然後到了1993年5月22日，國際天文學聯合會（IAU）公報第5800號宣布：蘇梅克·列維9號的所有碎塊將有很大的可能性撞擊木星，開始時間是在1994年7月16日。

撞擊產生的明顯暗色斑點

來源：NASA

我永遠忘不了尤金當時的反應，他說：「我們將要目睹一次撞擊事件了！這是我這一輩子最想看到的一件事！」

幾周之後，我與一位行星科學家克拉克·坎普曼（Clark Chapman）一起吃飯。他向我解釋了這樣一次撞擊事件將會是多麼罕見而壯觀。這將是科學史上從未有過的事件，一顆彗星撞擊一顆大行星，並且我們可以在地球上，或者地球附近，使用任何一台望遠鏡觀測到它。

彗星撞擊留下的瘢痕

來源：NASA

回到那個周六，1994年7月16日，蘇梅克夫婦和我正在為晚上的發布會做準備，然後突然之間，蘇梅克-列維9彗星研究團隊的海爾·韋弗（Hal Weaver）沖了進來，展示給尤金看一副顯然是匆忙之間列印出來的圖像。尤金脫口而出：「他們看到煙塵柱了！」

我們所有人馬上沖向最近的一台電腦，想要自己親眼看一看。後來，海蒂·海默爾再次打斷了我們的發布會，這一次，她拿來了一張最新列印的，由哈勃空間望遠鏡拍攝的圖像。上面可以清楚的看到木星雲層中出現了巨大的黑色撞擊斑點。海蒂說：「這只是第一個撞擊點，還不是最大的那個。我們將經歷令人興奮的一周。」

時間序列圖像，從上往下，你能看到撞擊火球在木星大氣中的膨脹擴大

來源：NASA

20年已經過去了，關於那次彗星撞擊的研究仍然很活躍。在1996年和2000年，伽利略號探測器發現木星光環中存在波痕狀結構，顯示在經歷彗星撞擊後，木星的光環出現了2公里量級的波動；隨後在2007年，飛往冥王星的新視野號飛船在飛抵木星附近時發現，木星的光環系統仍然存在擾動跡象。

最重要的是，這顆彗星告訴我們撞擊事件在塑造太陽系歷史中發揮的作用。彗星含有組成生命的基本成分，尤其是所謂「CHON」物質，即含有碳，氫，氧和氮的物質成分，它們是生命樂章的基本音符。

木星大氣中的撞擊瘢痕，哈勃望遠鏡拍攝

來源：NASA

這顆彗星已經不復存在了。尤金·舒梅克也是。非常令人悲傷的是，他在1997年死於澳洲的一場車禍。但地球上的生活還將繼續。卡洛琳現在已經退休了，而我還在繼續著搜尋彗星的工作，並且也有新的發現。

當年目睹了那場壯麗事件的我們，依舊記得1994年那個不可思議的一周，帶著驚奇與不可思議。而如果你沒有看到，你也可以想像一下那個場景：一顆彗星，以每小時22.5萬公里的速度，一頭撞向太陽系中最大的行星。

或許在我們的有生之年，我們還會有機會目睹發生在其他行星上的撞擊事件。但蘇梅克·列維9號彗星撞擊事件的那種壯觀程度，將是很難被超越的。（有少量刪節）

探測木星的伽利略號探測器

來源：NASA

註：

[1] 卡洛琳·蘇梅克（Carolyn Shoemaker，1929~）是尤金·蘇梅克的妻子，著名業餘天文學家，曾是全世界個人發現彗星最多記錄保持者；

[2] 弗里茨·茨維基 (Fritz Zwicky, 1898~1974)，瑞士天文學家，一生大多數時間在美國加州理工學院工作。他是世界上最早意識到暗物質可能存在的天文學家。

[3] 布萊恩·馬斯登（Brian Geoffrey Marsden， 1937~2010），英國小天體專家，長期擔任美國哈佛-史密松天體物理中心所屬小行星中心（MPC）的主管。

作者：

※ 大衛·列維（David H. Levy，1948~），加拿大天文學家，天文作家，蘇梅克-列維9號彗星聯合發現者。

原文鏈接：

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

伴隨尤金·蘇梅克的一部分骨灰，一同被送往月球的一塊銘牌上面的圖文

來源：Carolyn porco

1998年1月7日，美國宇航局發射「月球勘測者」探測器。飛船上攜帶著一個裝有舒梅克一部分骨灰的容器，還有一小塊黃銅銘牌，上面鐫刻的是著名的海爾·波普彗星彗星以及亞利桑那州隕石撞擊坑的畫面，中間是一首莎士比亞的詩，出自《羅密歐與朱麗葉》：

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.

當他死去，

請讓他灑落成為滿天繁星，

他將使天堂看起來如此美好。

世人將眷戀夜晚，

不再崇拜那炫目的驕陽。

編者按：

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險，試圖通過堅持365天，完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

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