威廉·赫歇爾
個人簡介
弗里德里希·威廉·赫歇爾(Friedrich Wilhelm Herschel,1738年11月15日—1822年8月25日),英國天文學(xué)家,古典作曲家,音樂家。恒星天文學(xué)的創(chuàng)始人,被譽(yù)為恒星天文學(xué)之父。 英國皇家天文學(xué)會第一任會長。法蘭西科學(xué)院院士。用自己設(shè)計的大型反射望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)天王星及其兩顆衛(wèi)星、土星的兩顆衛(wèi)星、太陽的空間運(yùn)動、太陽光中的紅外輻射;編制成第一個雙星和聚星表,出版星團(tuán)和星云表;還研究了銀河系結(jié)構(gòu)。
威廉·赫歇爾1738年11月15日出生在漢諾威,父親是漢諾威近衛(wèi)步兵連軍樂隊(duì)的雙簧管手,6個孩子中威廉排第三。他15歲時就子承父業(yè),在軍隊(duì)中當(dāng)小提琴手和吹奏雙簧管,志向是當(dāng)一名作曲家。但是他又將大量業(yè)余時間用于研究語言和數(shù)學(xué)以及光學(xué),產(chǎn)生了用望遠(yuǎn)鏡親眼觀看天體的強(qiáng)烈愿望。1756年,“七年戰(zhàn)爭”來臨,威廉厭惡戰(zhàn)爭,于是設(shè)法于1757年脫離軍隊(duì),逃往英國,先是在利茲,后來又到勝地巴斯。音樂天賦幫助他在巴斯站穩(wěn)腳跟。1766年被聘為巴斯大教堂的管風(fēng)琴師,已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刂娘L(fēng)琴手兼音樂教師,每周指導(dǎo)學(xué)生達(dá)35名。1772年,比他小12歲的妹妹卡羅琳和他會合,擔(dān)任他的管家。1772年,比他小12歲的妹妹卡羅琳·赫歇爾(1750—1848)與他會合,并擔(dān)任他的管家,同時想威廉學(xué)習(xí)英語和數(shù)學(xué)。她不僅悉心照料家務(wù),而且用極詳細(xì)的日記,留下了威廉整整五十年的工作史。當(dāng)威廉因?yàn)閷W⒂谀ネh(yuǎn)鏡鏡片時,卡羅琳就喂哥哥吃飯。
榮譽(yù)成就
威廉早已對天文學(xué)發(fā)生了興趣,于是著手制造自己的望遠(yuǎn)鏡并從事觀測;卡羅琳當(dāng)他的助手,也開始了自己的天文研究。 1773年,威廉用買來的透鏡造了自己的第一架天文望遠(yuǎn)鏡,可放大40倍,到1776年,他已經(jīng)制造出焦距3米和6米得反射望遠(yuǎn)鏡,開始進(jìn)行巡天觀測。1781年3月13日赫歇爾威廉發(fā)現(xiàn)了一顆新的行星——天王星,轟動一時。他的工作引起了狂熱愛好天文學(xué)的英國國王喬治三世的注意,喬治三世赦免了威廉當(dāng)年擅自逃離軍隊(duì)的過錯,從1782年起聘請威廉為他的私人天文學(xué)家。赫歇爾兄妹先是遷往溫莎附近的達(dá)切特,后(1786年)又遷往斯勞,從此威廉終生在斯勞工作。在以后的30年中,他制造了一系列大望遠(yuǎn)鏡,進(jìn)行了很多開創(chuàng)性的觀測,1816年冊封為爵士;
赫歇爾擴(kuò)充了含100個星云的夏爾·梅西葉星云星團(tuán)表,最終達(dá)到了2,000多個天體;他發(fā)現(xiàn)了天王星的兩個衛(wèi)星(天王衛(wèi)三和天王衛(wèi)四)和土星的兩個衛(wèi)星(土衛(wèi)一和土衛(wèi)二);他把天河的外貌解釋成我們從一個磨盤狀銀河系內(nèi)部所看到的情景。卡羅琳參與這些工作的程度不太清楚,但現(xiàn)在認(rèn)為她是威廉的合作者而不僅僅是助手。她自己發(fā)現(xiàn)了很多星云,1822年8月25日威廉在斯勞逝世后,她回到漢諾威編制一部含2,500個星云和星團(tuán)的表,為此她在1828年78歲時獲得皇家天文學(xué)會的金質(zhì)獎?wù)。她?848年1月9日去世,離她100歲生日只差兩年多。
1783年通過一些恒星自行資料的分析,推出太陽有向武仙座方向的空間運(yùn)動,被稱為太陽的本動。通過多年巡天觀測,對一些擬定選區(qū)的恒星進(jìn)行采樣統(tǒng)計,1785年獲得一幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河系結(jié)構(gòu)圖,從而初步確立了銀河系的概念。 1787年發(fā)現(xiàn)兩顆天王星衛(wèi)星——天衛(wèi)三、天衛(wèi)四,1789年發(fā)現(xiàn)兩顆土星衛(wèi)星——土衛(wèi)一、土衛(wèi)二。通過對雙星的長期觀測,1782、1785和1821年先后刊布包含848對新發(fā)現(xiàn)的雙星的表。
1802~1804年指出大多數(shù)雙星并非在方向上偶然靠在一起的光學(xué)雙星,而是物理雙星,還發(fā)現(xiàn)雙星兩子星的互相繞轉(zhuǎn)。通過對星團(tuán)、星云的系統(tǒng)觀測,1786、1789和1802年3次出版星團(tuán)和星云表,其中刊載了2500個星團(tuán)和星云。1800年發(fā)現(xiàn)太陽光譜中紅外波段有輻射,這是首次探測到天體的紅外輻射。
1816年受封為爵士,1821年當(dāng)選為剛建立的英國皇家天文學(xué)會首任會長。
他的妹妹C.L.赫歇爾也是一位天文學(xué)家,終身未嫁,長期當(dāng)他的助手,還獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了14個星云和8顆彗星。
他的兒子J.F.W.赫歇爾也是天文學(xué)家。(約翰.赫歇爾葬于西敏寺牛頓旁)
一家三人常被合稱為赫歇爾一家,是18~19世紀(jì)英國一個對天文學(xué)有卓越貢獻(xiàn)的家庭。
主要業(yè)績
(1)制造了許多大型望遠(yuǎn)鏡。磨制出售的望遠(yuǎn)鏡至少有76架。自用的反射望遠(yuǎn)鏡最大口徑1.2米,為當(dāng)時世界之最;
。2)發(fā)現(xiàn)了天王星。1781年,威廉·赫歇爾用自制望遠(yuǎn)鏡作巡天觀測時偶然發(fā)現(xiàn)了天王星,后又發(fā)現(xiàn)了天王星和土星各自的兩顆衛(wèi)星,為此榮獲英國皇家學(xué)會科普利獎?wù),并被選為會員;
。3)進(jìn)行了銀河系結(jié)構(gòu)的研究,用統(tǒng)計法首次確認(rèn)了銀河系為扁平狀圓盤的假說;
。4)從事星團(tuán)、星云和雙星的研究,集20年觀測成果,匯編成3部星云和星團(tuán)表,共記載了2500個星云和星團(tuán),其中僅100多個系前人已知,還發(fā)現(xiàn)了雙星、三合星和聚星848個;
。5)發(fā)現(xiàn)了太陽的空間運(yùn)動。他發(fā)現(xiàn)并測定出太陽的向點(diǎn)位于武仙座λ附近,與現(xiàn)代的公認(rèn)值十分接近。因威廉·赫歇爾在天文學(xué)特別是恒星觀察領(lǐng)域業(yè)績卓著,后人將他譽(yù)為“恒星天文學(xué)之父”。
卡羅琳·赫歇爾
卡羅琳·盧克雷蒂婭·赫歇爾 (Caroline Lucretia Herschel,1750年3月6日—1848年1月9日), 出生于德國漢諾威,英國天文學(xué)家,威廉·赫歇爾的妹妹。
1772年,卡羅琳移居英國巴斯與當(dāng)音樂家的哥哥威廉一起生活。她曾經(jīng)是哥哥的圣樂團(tuán)的主音,并獲邀出席伯明翰音樂節(jié),但她卻推辭了這個演出機(jī)會。但后來威廉全身投入天文學(xué),卡羅琳成為了他的全職助手。 1782年威廉獲英王喬治三世聘用為天文學(xué)家,卡羅琳亦隨他遷住斯勞。在那里,卡羅琳協(xié)助威廉觀測及計算數(shù)據(jù)。她空余的最大興趣是透過一臺小型牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡欣賞星空,這臺望遠(yuǎn)鏡讓她于1783年發(fā)現(xiàn)3個星云;于1786年至1797年發(fā)現(xiàn)8顆彗星,其中5顆在歷史曾被人觀測過,包括恩克彗星。她于1786年8月1日發(fā)現(xiàn)的第一顆彗星——35P/Herschel-Rigollet也是首顆被女性發(fā)現(xiàn)的彗星,讓她贏得不少贊譽(yù)。翌年,她獲喬治三世發(fā)薪聘用為威廉的助手。1797年,她向英國皇家學(xué)會提交一份弗蘭斯蒂德觀測資料的索引,以及列出561顆英國星表(British Catalogue)中遺漏的恒星和勘誤表。 在威廉·赫歇爾死后,她回到漢洛威,但她沒有放棄天文研究。在1828年她整理好自1800年威廉發(fā)現(xiàn)的2500個星云列表。1828年,英國皇家天文學(xué)會向她頒發(fā)金獎?wù)拢⒂?835年推選她為該會的榮譽(yù)會員。此前這一榮譽(yù)只授予男性。1846年,她獲普魯士國王頒發(fā)金獎?wù)隆?
為紀(jì)念她在天文學(xué)上的貢獻(xiàn),小行星281“盧克雷蒂婭”以她中間的名字命名,此外在月球的虹灣上亦有一個名為叫C. 赫歇爾的環(huán)形山。
約翰·赫歇爾
1788年威廉和一位富有的寡婦結(jié)婚,四年后的1792年3月7日,他們的兒子約翰(1792—1871)在斯勞出世。1813年約翰畢業(yè)于劍橋大學(xué),開始研究法律,旋即參與他父親的工作,因?yàn)橥?808年患病,已無力從事觀測。約翰擴(kuò)充并修訂了他父親的研究計劃,1834年親赴南非,四年內(nèi)編制了南天的星云星團(tuán)表。1838年他返回倫敦,從此有點(diǎn)兒放棄天文學(xué),不過他花費(fèi)了數(shù)年時光撰寫南天普查工作的詳細(xì)總結(jié),但直到1847年才發(fā)表。
約翰·赫歇爾其他方面的興趣包括化學(xué)和照相術(shù)(他發(fā)明了很多有關(guān)照相的技術(shù),他提出了u2018正片u2019和u2018負(fù)片u2019等詞匯,至今仍為攝影家使用),是他那個時代最著名的科學(xué)家之一。他寫了一本科普書《天文學(xué)概要》于1849年出版,堪稱為當(dāng)時的《時間簡史》,他在1837年維多利亞女王加冕典禮上被封為準(zhǔn)男爵,1871年5月11日逝世于肯特郡。被譽(yù)為一個時代最偉大科學(xué)家之一的約翰·赫歇爾,從未在任何科研機(jī)構(gòu)任職,他總是設(shè)法靠自己的私人財產(chǎn)生活,從事自己喜愛的研究。赫歇爾一家的努力,開辟了觀測天文學(xué)時代,為20世紀(jì)的天文學(xué)發(fā)展建筑了舞臺。