亨麗愛塔·斯萬·勒維特

亨麗愛塔·斯萬·勒維特（Henrietta Swan Leavitt，1868年7月4日－1921年12月12日）是一位美國天文學家，畢業於拉德克利夫學院。1893年起，她在哈佛大學天文台擔任計算員，負責監視感光片，計算和記錄各種星體的亮度。勒維特最著名的成就是發現了造父變星的周光關係。這一發現在她在世時沒有得到認可，但卻使之後的天文學家能夠計算地球與遙遠星系間的距離。勒維特逝世後，天文學家哈勃利用造父變星的周光關係，連同在洛厄爾天文台的天文學家維斯托·斯里弗首先測量的光譜變化，發現銀河系並不是宇宙中唯一的星系，並且宇宙一直處在膨脹之中，這就是著名的哈伯定律。

## 早年與教育經歷

亨麗愛塔·斯萬·勒維特出生於美國麻薩諸塞州蘭開斯特鎮。父親是基督新教公理會的牧師，名為喬治·羅斯威爾·勒維特，母親名為亨麗埃塔·斯萬，祖先約翰·勒維特曾是一位裁縫兼清教執事，17世紀早期從英國遷居至麻薩諸塞灣殖民地。勒維特大學先就讀於俄亥俄州的歐柏林學院，隨後返回家鄉，在當時被稱作「女性大學教育協會」（Society for the Collegiate Instruction for Women）的拉德克利夫學院繼續課業，並於1892年獲得學士學位。她在大四那年第一次修讀天文學課程，獲得了 A–的成績。

## 職業生涯

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1893年，勒維特開始在哈佛大學天文台工作，受僱於天文學家愛德華·皮克林，擔任計算員的工作，主要負責測算天文台感光板顯示的星體亮度變化（在19世紀早期，女性不允許操作天文望遠鏡）。起初由於有獨立的經濟來源，皮克林並不支付給她工資，之後，她的工資是時薪0.3美元。

皮克林分給勒維特的任務是研究變星，這類恆星的亮度隨時間變化。據科普作家傑里米·伯恩斯坦（Jeremy Bernstein）的說法，「當時的研究者對變星的興趣已有多年，但當勒維特研究感光板時，我想皮克林其實並不期待她能做出什麼重大發現——而她卻最終改變了天文學。」在麥哲倫雲對應的感光圖像上，勒維特注意到了數千個變星。1908年，她把這些發現整理成論文，發表在了《哈佛學院天文觀測年鑑》（Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College）上，並指明幾個變量間的規律：越亮的變星亮度變化周期越長，兩者關係緊密，可供預測。

麥哲倫雲中所有造父變星距地球的遠近相當，運用這一假設，勒維特想到這些星體的實質亮度可由觀測亮度和各自距星雲的距離推斷得出。「因為變星距地距離幾乎一致，他們的周期就顯然與實際發光亮度有關，而這是由它們的質量、密度和表面亮度決定的。」

她的發現常被稱為「周光關係」：周期的對數與星體平均的實際亮度（intrinsic luminosity）線性相關（這裡，亮度定義為星體在可見光光譜中輻射量的對數）。用勒維特本人的話說，根據她在哈佛天文台對1777個變星的研究，「這兩個變量的關係很容易用一條直線描繪，這顯示出造父變星的亮度和周期間的關係很簡單。」

## 影響

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周光關係的發現是天文學的重大進展，使得科學家能夠計算地球與遙遠星雲的間距，對於此類天體，傳統的恆星視差的觀測方法不再適用。勒維特發布研究結果後的一年，埃希納·赫茨普龍確定了銀河系中多個造父變星的距地距離，有了勒維特的結果，任何造父變星的距離都可以被精確計算。

很快，天文學家在其他星系中也發現了造父變星，例如哈勃在1923–1924年間在仙女座星系中的發現。這也部分證明了「螺旋星雲」是遠在銀行系之外的獨立星雲。因此，勒維特的發現將會永遠改變人類對宇宙的認知，正如哈羅·沙普利提出太陽系不是銀河系中心、愛德溫·哈勃提出銀河系不是宇宙中心一樣。哈勃本人的研究確立了宇宙始終膨脹，這其實也是建立于勒維特的成果之上的。在《測量宇宙》（Measuring the Cosmos）一書中，作者大衛·克拉克和（David H. Clark）和馬修·克拉克（Matthew D.H. Clark）這樣寫道：「如果說勒維特提供了確定宇宙大小的鑰匙，那麼哈勃就是那個把鑰匙插進鎖眼，並發覺如何開鎖的人。」

根據記載，哈勃本人也時常說勒維特配得上諾貝爾獎。1924年，瑞典科學院的數學家哥斯塔·米塔-列夫勒曾考慮提名她，但卻得知她已於三年前死於癌症，而諾貝爾獎並不追封逝者。

## 病逝

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勒維特在哈佛的工作時斷時續，時而受疾病困擾，又為家庭職責所累。她從拉德克里夫學院畢業後的一年患上了一種痼疾，這使她逐漸喪失了聽力。1921年，哈羅·沙普利接手天文台主任一職，勒維特被委任主管測光學部門。同年年末，她卻因癌症逝世，葬于勒維特家族在麻省劍橋市的墓園中。喬治·詹森（George Johnson）在勒維特的傳記中如此寫道：「墓園坐落在一個平緩的小山尖上，墓地有一處高聳的六邊形紀念碑，在碑頂則有一個地球儀。她的叔叔伊拉斯謨·勒維特和他的一家也埋葬於此，連同這一家族許許多多過去的成員。一個紀念亨麗愛塔和她早逝的兩個手足的匾額正放在地球儀上澳洲大陸下方。在墓園另一端，有一處被更多人拜訪的地方，那裡是亨利·詹姆斯和威廉·詹姆士的墳墓。」

勒維特是Phi Beta Kappa榮譽協會成員、美國大學女性聯合會（American Association of University Women）成員、美國天文學和天體物理協會（American Astronomical and Astrophysical Society）成員、美國科學促進會成員（American Association for the Advancement of Science）和美國變星觀測者聯合會（American Association of Variable Star Observers）榮譽成員。對同事而言，她的逝世是一樁悲劇，這不僅是因為她的科學成就，更多源於她的人格魅力。在訃告中，她的同事梭倫·歐文·貝利這樣寫道：「她有著欣賞他人長處和可愛之處的美好性格，也有著充滿陽光的本性，對她而言，人生的一切都如此美妙又充滿意義。」

## 榮譽

- 小行星5383和月球的勒維特撞擊坑皆以她的名字命名。
- 由於並不知道勒維特的死訊，哥斯塔·米塔-列夫勒曾考慮提名其獲選諾貝爾物理學獎，並致信哈羅·沙普利，請求後者給出更多勒維特的工作細節。沙普利回信說勒維特已經去世，並聲稱真正的榮譽應歸於沙普利本人，因為他正確「解讀」了勒維特的發現。最終，勒維特並未得到提名，因諾獎不授予逝者。

## 外部連結

- Periods Of 25 Variable Stars In The Small Magellanic Cloud. Edward C. Pickering, March 3, 1912; credits Leavitt.
- 1777 Variables in the Magellanic Clouds. H. S. Leavitt, Annals of Harvard College Observatory, vol. 60, pp. 87–108.3
- Henrietta Swan Leavitt - Lady of Luminosity from the Woman Astronomer website

## 基本資料

- 出生日期：1868年7月4日
- 出生地：美國麻薩諸塞州蘭開斯特鎮
- 逝世日期：1921年12月12日
- 逝世地：美國麻薩諸塞州劍橋市
- 居住地：美國麻薩諸塞州劍橋市
- 國籍：美國
- 研究領域：天文學
- 機構：哈佛大學
- 母校：拉德克利夫學院、歐柏林學院
- 知名於：發現造父變星周光關係