【物理史中的十一月】1572 年 11 月 11 日:第谷‧布拉赫(Tycho Brahe)發現一顆超新星

1572 年 11 月 11 日:第谷‧布拉赫(Tycho Brahe)發現一顆超新星

文|蕭如珀、楊信男(臺灣大學物理學系)(譯自 APS News,2019 年 11 月)

by Jacques de Gheyn Ii.
第谷‧布拉赫(Tycho Brahe)的畫像

歷史上有關超新星的記載可回溯到西元 185 年1,然而就推進天文知識方面來說,最重要的宇宙爆炸之一發生於 1572 年 11 月。丹麥天文學家第谷‧布拉赫2(Tycho Brahe)是當時觀察到此爆炸的其中一個人,他是知名的天文學家中,最後一位沒有借助望遠鏡做夜天觀測的人。

1546 年 12 月,第谷‧布拉赫出生在他的貴族世家納茲特洛普城堡(Knutstrop Castle)的寓所。他才 2 歲時就被哄騙去和無子嗣的叔父哲根(Jorgen Brahe)同住,是家中 12 名小孩中惟一被送出去撫養的。第谷後來提到他叔叔和嬸嬸都把他當兒子對待,最後也讓他當繼承人。他 12 歲時入學哥本哈根大學,起先選讀法律,後來於 1560 年 8 月 21 日親眼目睹日食,激發他畢生對天文學的興趣。

那時在天文學方面是一個關鍵的時刻,因為以地球為太陽系中心,太陽、月亮和星球繞著地球運行的托勒米宇宙模型,正被哥白尼以太陽為中心,所有星球繞著太陽運轉的世界觀所挑戰。在第谷 15 歲去歐洲旅行期間,他見證了木星和土星的會合。他注意到哥白尼以及托勒米的模型都無法準確地預測此會合,所以深信更精確的觀測才能對這類事件做出更準確的預測。

1572 年 11 月 11 日夜晚,當第谷在赫瑞巴德修道院(Herrevad Abbey)自己所建立的天文台做觀測時,他在仙后星座發現一顆很明亮的新星。第谷並非唯一觀測到此新星的人,但它以第谷超新星(Tycho’s Supernova)命名,因為他對這顆超新星的性質做了最詳盡的研究。當時許多天文學家仍接受托勒米的觀點,下結論說,此新星一定是在所謂的「地球天體」內(即是在月球的軌道之下),因為天體不會改變。

第谷不認同此見解,在他於隔年出版有關此新星的專著《新星》(De Stella)中反駁這些反對者:「喔!領悟力遲鈍的人們。喔!眼瞎的天空觀測者。」對於第谷來說,科學的證據很清楚說明它是一顆遠方的星球,的確比月球遠多了,因為它在以恆星為背景的夜空中,每天沒有視差。相對於那些恆星,它的位置也沒改變,因此不可能是一顆行星。

我們現在知道它是一顆超新星(命名為 SN1574),無線電天文學家最先於 1950 年代偵測到其殘留物,之後光學觀測也有觀察到。天文學家於 2004 年又發現另一顆星,命名為第谷G,很可能是最後演化成SN1574白矮星的伴星。2008 年,有一科學團隊分析它的光回波的光譜,宣布它是一顆 1a 超新星。SN1574 也激發愛倫‧坡(Edgar Allan Poe)寫出他最長的的詩篇〈Al Aaraaf〉,而自稱為「鑑識天文學家」的歐森(Donald W. Olson)則辯稱這顆新星就是在莎士比亞的《哈姆雷特》中提到的「北極星西面的那顆星」(the “star that’s westward from the pole”)。

1576 年,國王腓特烈二世授予第谷在文島(island of Hven)的地產,第谷在此建造了一所天文研究所,名為烏拉尼堡(Uraniborg,以天文學繆斯Urania的名字命名)。他從 1577 年 11 月至 1578 年 1 月觀察一顆特別明亮的大彗星,驅使他設計出他自己的第谷宇宙體系,將他認為兩個互相衝突的模型個別的長處結合起來。他設法結合哥白尼太陽系精確和幾何學的亮點,以及托勒米世界觀豐富哲學觀的美學。在他的模型中,月球正確地繞著地球運轉,但他仍相信太陽是繞著地球運行。

關於第谷有不少趣聞,大家都知道他於 1566 年還是羅斯托克大學的(University of Rostock)學生時,和人爭吵比劍,被削去鼻樑,之後就一直戴假鼻樑。傳說假鼻樑是銀或金做的,但當研究員於2010 年挖掘出他的遺體做分析時,下結論說,鼻樑事實上是銅做的。當時還記載說,第谷養了一隻溫馴的麋鹿,而那隻鹿據說在晚餐時喝了大量的啤酒,跌下樓梯而死。

第谷晚年得不到新國王克里斯蒂安四世(King Christian IV)的寵信,所以於 1597 年完成星表,說明 1,000 顆星球的位置後不久,就離開他文島的家。之後,他的餘生都在外國度過,在布拉格當波西米亞國王魯道夫二世的御用法庭天文學家。克卜勒(Johannes Kepler)在這段時期當他的助理,和他密切合作,幫他匯編一部新的、更精確的星表《魯道夫星曆表》(the Rudolphine Tables)。

第谷的死和他大部分的人生一樣古怪有趣。克卜勒描述說,他們在布拉格的一個宴會上,第谷拒絕離席去上廁所,認為這樣有失禮節。當他們回到家後,第谷就無法排尿,11 天後即過世,很可能是膀胱脹壞了。(有暗示說,他被水銀下毒謀殺,此說法在他的遺體被挖掘後被揭穿,同時分析確認他的假鼻樑是銅製的。)據說,他在最後的日子寫下他自己的墓誌銘:「他活得像個智者,但死得像個傻瓜。」第谷‧布拉赫被葬在布拉格天文鐘附近。

 

譯者註:

1. 西元 185 年 12 月 7 日,中國天文學家觀測到超新星 SN185,位置在圓規座和半人馬座之間,靠近南門二附近,這是人類史上發現的第一顆超新星。SN 是超新星的代表,185 表示西元年代。
2. 布拉赫(Brahe)是姓,但他總以第谷(Tycho)自稱,所以後世也以第谷稱呼他。

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