出品：新浪科技《科学大家》天文茶餐厅
2021年8月13日，美国天文学家、苏梅克-列维9号彗星的发现者之一卡洛琳·苏梅克女士（Carolyn S。 Shoemaker）不幸逝世，享年92岁。下面我们跟随她的挚友，大卫·列维（David H。 Levy）一同缅怀这位传奇的彗星猎手。
卡洛琳·苏梅克（来源：芝加哥大学图书馆）
400多颗小行星，32颗彗星，令人震惊的数字。卡洛琳·苏梅克曾保持着个人发现彗星数量最多的记录。不过她最著名的发现莫过于苏梅克-列维9号彗星（Comet Shoemaker–Levy 9）。1994年7月16日至22日，这颗彗星的碎片以每秒约60公里的速度与木星相撞，造成了人类有记录以来太阳系中最剧烈的爆炸。甚至，木星表面撞击留下的黑点在近一年的时间里依然可见。这一独特的经历开始于16个月前，在美国加利福尼亚州的帕洛玛天文台（Palomar Observatory）里，正在扫描照相底片的卡洛琳·苏梅克突然停了下来，抬起头说：“我不知道那是什么，但它看起来像一颗被压扁的彗星。”在接下来的几分钟里，她的丈夫尤金·苏梅克（Gene Shoemaker）和大卫·列维（David H。 Levy）证实了这一发现。
苏梅克-列维9号彗星在木星上留下的伤疤（来源：NASA/ESA
/H。 Hammel/the Jipiter Impact Team）
1980年至1994年间，苏梅克是帕洛玛小行星和彗星巡天项目（PACS）的成员。尽管PACS的目标是发现可能对人类文明构成威胁的小行星或彗星，但苏梅克-列维9号彗星的发现似乎让人完全忘却了该项目本来的目标。彗木相撞事件在全球范围内引起的广泛兴趣几乎和碰撞本身一样壮观。世界各地的人们第一次纠结于这样的问题：当彗星撞击行星时，会发生什么？这些撞击有无可能为了解地球上生命的起源提供线索？因为有些研究就是在追求这样一种想法：可能彗星上所携带的简单有机分子为地球上的生命播下了种子。
苏梅克-列维9号彗星碎片（来源：NASA/ESA/H。 Weaver and E。 Smith）
苏梅克出生于新墨西哥州的盖洛普（Gallup， NM），成长于加利福尼亚州的奇科（Chico， CA）。在现今的加利福尼亚州立大学奇科分校（California State University， Chico），她获得了历史、政治学和英语文学的学士及硕士学位——看起来她对科学并不感兴趣。然而，在她哥哥的婚礼上，事情发生了逆转。她遇到了哥哥在帕萨迪纳加州理工学院（California Institute of Technology in Pasadena）的室友、地质学家尤金·苏梅克，卡洛琳被尤金那渗透着地质学的生活方式给迷住了。1951年他们结婚，随后她放弃了教师的职业，开始抚育他们的三个孩子。那时候她的丈夫正在训练宇航员如何在月球漫步时进行地质实验。
尤金·苏梅克（来源：USGS）
随着孩子们渐渐长大，尤金建议卡洛琳加入他的新项目，寻找近地小行星。在帕洛玛天文台中，卡洛琳·苏梅克迅速熟悉了那里最古老的望远镜——46厘米口径“施密特照相机”的特性。那台望远镜使用胶片拍摄照片，从未被转换成今天我们都很熟悉的电子相机。他们所使用的最成功的一款胶片是非常精细的柯达4415，它需要在烤箱中预热6个小时以增强感光性。1983年9月3日，她发现了自己的第一颗彗星，到1989年列维加入这个团队的时候，卡洛琳已经发现了17颗新彗星！
在当时，每次观测开始的时候，需要先将一张15厘米的胶片装填进感光板，再装到望远镜上，曝光8分钟。之后，它会被放置在一个不透光的盒子里。在每个观测的夜晚，工作人员会分成四组或五组，重复着这些动作。在效率最高的情况下，从一次曝光结束到下一次曝光开始的间隔时间只有90秒。通常，每个晚上会有四、五个天区，对它们进行重复曝光。正是在其中一次的常规操作中，他们记录了苏梅克-列维9号彗星的两张“发现”图像——彗星在恒星背景中发生了位移。当哈佛-史密森天体物理中心的布莱恩·马斯登（Brian G。 Marsden）计算出这颗彗星正处于与木星碰撞的轨道上时，尤金想到：“在我的有生之年，我将目睹一场宇宙碰撞。”而卡洛琳想的是：“我要失去一颗彗星了。”
苏梅克-列维9号彗星撞击彗星的轨道（来源：NASA）
在彗木相撞撞击过后，苏梅克夫妇和列维一起继续PACS项目。虽然方案已于1994年12月底结束，但该小组继续在亚利桑那州的雅纳克天文台（Jarnac Observatory）使用两个较小的施密特照相机进行工作。1997年，尤金在澳大利亚的一场车祸中不幸遇难。不过，卡罗琳勇敢地继续她的工作。
在帕洛玛的这些年里，卡洛琳以文学家特有的气质提醒她的团队，为什么我们的工作如此重要。有一次，在帕洛玛极为罕见地出现了北极光，她强迫尤金暂时停止观测，去欣赏天空中的微光。她清楚地明白，尽管科学目标很重要，但如果团队成员无法保留他们的惊奇感，项目的研究也就不会有价值。
尽管卡洛琳从丈夫那里学了大量的地质学和天文学，但她从未认为自己是一名科学家。她是一个直率的人，也具有极大的耐心和幽默感。在彗木相撞发生前，一位记者问她，如果所有的彗星碎片都撞击地球会发生什么。她回答道：“我们都会死的。”当记者解释说这是一个儿童节目，卡罗琳立刻说出了第二次回答：“我们都会感到非常不舒服。”
卡洛琳·苏梅克在2016年国际小行星日上接受采访（来源：asteroidday.org）
参考资料：
本文根据大卫·列维（David H。 Levy）发表于《自然》杂志网站上的讣告编译。
Nature 597， 27 （2021）
doi： https：//doi.org/10.1038/d41586-021-02345-5
