【當年今周】天文望遠鏡發現天王星 帶領人類走進太空看得更遠

撰文:歐敬洛
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仰望夜空銀河滿天繁星,不論是今天還是昨天,人類對太空總是充滿幻想。16、17世紀天文學迅速發展,人類的視野衝出太空。今天要介紹的是太陽系的第七顆行星──天王星,近兩個世紀前的這一周,人類首次用望遠鏡成功發現它的行蹤。

天王星是首個人類以望遠鏡發現的行星。(Getty Images)

行星不會發光,我們能觀察太陽系的行星是因為行星表面反射了太陽光到地球。但人類肉眼的觀察能力有限,一般而言我們最多只可能在夜空看見土星,更遠的天王星和海王星因太暗淡難以觀察,或因無法看清楚而誤認只是銀行系中的一顆不怎光亮的恆星。

  一個音樂家走向天文發展

隨着天文望遠鏡發明,觀察群星終變更得有可能。16、17世紀出現了很多天文學家,但不少都身兼多職,即早上上班、晚上下班觀察夜空,英國的威廉•赫歇爾(William Herschel)是其中一位。

赫歇爾本身是一位音樂家,不但懂得作曲、吹奏雙簧管和管風琴、更是巴斯公眾音樂會的總監。但在40歲那年受到約翰•米歇爾(John Michell)啟發,漸對天文學有興趣。結果他決定跟着米歇爾自製望遠鏡,每天在家中觀察夜空。

威廉•赫歇爾的畫像。(網絡圖片)

  最初誤認彗星引天文學家熱論

起初赫歇爾只是用望遠鏡觀察月球,但在1781年3月13日,他留意到一個看上去重疊,但實際有相當距離的「雙星」。他最初為那是一個彗星,但其後發現這個彗星為何沒有彗髮和彗尾(典型的彗星特徵),軌道呈橢圓形。

他的發現很快在歐洲多國的天文學家中熱烈討論起來,德國天文學家約翰波德(Johann Bode)認為那很可能是「在土星軌道之外移動的行星」。結果1783年,法國天文學家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)證實那是一顆行星,赫歇爾隨即聲名大噪,自始正式成為天文學家。

赫歇爾原想把星命名為「喬治之星」以紀念他的贊助人英國國王喬治三世,但似乎不太受歡迎。波德建議使用希臘神話中的天神烏拉諾斯(Uranus)命名,結果獲得青睞成為該星的名稱,來到亞洲就成為了大家熟識的「天王星」了。

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  天文望遠鏡讓人類愈望愈遠

赫歇爾在職業生涯中製作了很多天文望遠鏡,而他其中一台最著名的,是在1789年製作的12米長超巨型反射望遠鏡,並使用這台龐然大物發現了土星的衛星土衛一和土衛二。望遠鏡的發明大大拓展了人類的視野,今天我們常用的星座圖最早源自公元兩世紀的托勒密,但在16、17世紀隨望遠鏡出現逐步完善,定案至今。

這支巨砲似的東西就是赫歇爾發明的12米長巨型天文望遠鏡。(網絡圖片)

今天人類只曾造訪太陽系的行星,因科技受限人類的太空船仍無法突破限制前往別的星系冒險,因此幾乎所有對外太空的觀察實際都只能依賴望遠鏡。赫歇爾所製作的是傳統的反射望遠鏡,隨着科技進步人類發明利用紅外線或雷射修正色差或誤差,甚至把望遠鏡直接射上太空觀察。人類至今已成功發現距離我們134億光年的星系「GN-z11」,星系位於大熊座附近。科學家認為宇宙大爆炸在137.98億年前發生,意味這星系可能在爆炸後4億年就存在了。

  別忘了赫歇爾的妹妹卡羅琳

順帶一提,除赫歇爾本人外,赫歇爾的妹妹卡羅琳(Caroline Lucretia)也是天文學家。卡羅琳一生跟隨兄長赫歇爾擔任助手,在兄長的薰陶下自己也觀察起星空起來。她在1786至97年期間發現了8顆彗星,成為了首位發現彗星的女性。3月16日是她的生日,Google去年就為她製作了一幅有趣的首頁小動畫,以紀念她的成就和風範。

▲Google去年製作了卡羅琳的小動畫以紀念她。