第谷·布拉赫1572年的新星

第谷·布拉赫

第谷·布拉赫出生在16世纪丹麦一个富有和有政治权力的家庭，后来成为他那个时代最杰出的观测天文学家。在他多年的观测者生涯中，他对恒星和行星的大量精确观测是一代又一代天文学家探索宇宙和人类在宇宙中的位置的关键。年轻时，他以聪明的头脑而闻名，从炼金术到天文学，他对各种事情都感兴趣。

第谷在哥本哈根大学学习的第二年，观测到了一个改变生命方向的天文事件。1560年8月底，他目睹了一次日偏食，这对他产生了深远的影响。因为他是法律系的学生，所以他不被允许参加大学里的天文学讲座。作为回应，他购买了天文学书籍，并开始自学。

对于研究天文学的人来说，这是一个令人困惑的时期，因为人们对行星的运动和恒星的性质知之甚少。虽然波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼早在几十年前就提出了太阳中心的宇宙模型，但当时的大多数学者和教师都遵循古希腊哲学家亚里士多德的物理学和二世纪天文学家、占星家和数学家克劳迪斯·托勒密的地球中心宇宙模型。更复杂的是，用来计算行星位置的星图和表格都非常不准确。第谷开始尽他所能学习天文学，并开始自己观测夜空。

在望远镜发明之前的一段时间里，对行星和恒星位置的观测是靠肉眼和一些简单的仪器来完成的。从1565年开始的五年里，第谷一边旅行一边研究，同时继续观察夜空。他在德国莱比锡、维滕贝格、罗斯托克等地的大学接受了一流的教育，开始学习精密仪器。

25岁时，他在他叔叔的大庄园Herrevad修道院(现在在瑞典南部)的附属建筑里建立了一个大型实验室，进行化学研究。在16年^th在北欧的一个世纪，君主和有权势的朝臣从教会手中夺取修道院并将其变成宫殿般的庄园是司空见惯的事。第谷就是在那里经历了另一个天文事件，这巩固了他研究天空的毕生追求。

仙后座的新星

1572年11月11日，第谷在去吃晚饭的路上抬头仰望夜空时，注意到仙后座中有一颗新星(或称“新星”)比其他所有恒星都更亮。第谷后来回忆起这颗新星对他的影响:

“但当我指出位置，并了解到其他人也能看到它时，我不再怀疑那里确实有一颗恒星。这是真正以来最伟大的自然奇迹在整个世界的开始……所有哲学家同意,与现实本身明确地声明,或腐败,没有世代交替发生在天堂世界的的地区,但这诸天的气息,在其中的机构既不增加也不减少的数量,大小,光度,也不以任何其他方式,但总是相同的,永远都是一样的,从来没有穿过的,永久的。”

第谷把化学实验放在一边，开始对这颗新恒星进行观测。他召集了修道院的铁匠、铜匠和橱柜匠，建造了一个大型六分仪，以精确测量这颗新星的位置。六分仪有5英尺长，远端有黄铜标签，可互换的60˚和30˚弧度连接在一只手臂上。

通过将他的眼睛放在支点上，他可以沿着黄铜标签的内缘测量两个天体之间的角度，并用拇指螺钉将可移动的手臂锁定在适当的位置。他用六分仪测量了新恒星相对于已知恒星的位置。

第谷开始观测新星

第谷观察了这颗恒星——今天我们知道它是超新星——一个月又一个月，一次又一次地验证和改进他的位置测量。当他寻找日视差时，他重复了许多次观察结果;也就是说，如果这颗新恒星在夜间在恒星中移动，这意味着它比其他恒星更接近地球。如果这颗新恒星在夜间观测时的视位置变化超过了一颗行星，那么它将被置于月球下方的球体中，亚里士多德的追随者认为它应该居住在那里。

他反复的观察显示，这颗新星似乎没有在天空中移动，这意味着日视差为零，这意味着这颗恒星距离地球比月球远得多。他继续观察这颗恒星，直到1574年3月底，这颗恒星终于消失在黑暗的天空中，他的眼睛再也看不见了。

由于这颗新恒星像恒星一样闪烁，没有彗星那样的尾巴，也没有视差，第谷推断它一定是一颗新恒星。他写道:“这颗新星并不位于月球球下面的空气上层区域，也不在离地球更近的任何地方，而是远在月球球之上的(亚里士多德的)第八球。”他关于这颗新星在天空中的位置的结论与古希腊哲学家亚里士多德的观点完全相反——这怎么可能呢?

新星在天空中的位置与亚里士多德的观点相矛盾

一颗新恒星的出现与古人，特别是亚里士多德的观点相矛盾，他们认为恒星区域的天空是固定不变的。亚里士多德在亚历士多德(论诸天)270b12-16:“因为在过去的整个时间范围内，就我们所继承的记录而言，无论是在最外层的天堂的整个计划上，还是在它的任何适当的部分上，似乎都没有发生任何变化。”据亚里士多德所知，还没有人亲眼目睹过星星的变化;因此，它们必须不变。

在亚里士多德的另一本书中，形而上学(1073年)，这位古代哲学家根据他同时代的哲学家克尼德斯的欧多克索斯的模型发展了一种球体的物理宇宙学。在亚里士多德的天体模型中，球形的地球是宇宙的中心，行星由47或55个相互连接的球体运动，形成一个统一的行星系统。根据亚里士多德的说法，“欧多克索斯认为太阳或月亮的运动涉及三个球体，其中第一个是固定恒星的球体，第二个在黄道十二宫中间的圆圈中运动……”

亚里士多德继续说道(1074)，

“但是，如果所有的球体结合起来要解释观察到的事实，对于每一个行星，都应该有其他的球体(比迄今分配的少一个)来抵消已经提到的那些，并将恒星的最外层球体带回相同的位置，在每种情况下都位于恒星的下面;因为只有这样，所有作用的力才能产生所观察到的行星运动。”

对第谷来说，观测到这颗明亮的新星与两千年来一直被奉为“福音”的古人智慧是直接矛盾的。但是他如何解释这个新发现呢?

第谷对新星的探索

随着这颗新星在几个月的时间里慢慢消失在黑暗的太空中，他思考着这一切的意义。作为一个宗教人士，他相信这颗新星是一个预兆，是上帝在天空中放置的一个标志，是对人类的警告。

第谷把他对这颗新星的观察和想法写在了简短的小册子里，新星stella(在新星上)1573年。就在他去世之前，他开始了另一份关于这颗新星的报告天文学(天文改革实践);然而，这项工作直到他死后才由约翰内斯·开普勒完成。

什么是超新星?

当一颗恒星爆炸时，它变得比爆炸前亮数百万倍，天文学家称之为超新星(supernovae)。这与普通的新星不同，普通新星更常见，但亮度只增加几千倍。超新星有两种类型，称为I型和II型。

• I型超新星:这种类型发生在所有类型的星系中，由于其光谱中缺乏氢，因此得出结论，它是低质量恒星中的事件，可能是由双星系统中白矮星的坍塌和焚烧造成的。
• II型超新星这种类型在星系的旋臂中发现，在其光谱中显示氢。天文学家认为这种类型的超新星与大质量恒星的爆炸有关。

第谷·布拉赫的生与死——作者:伊恩·莫里森，格雷欣天文学教授

我们银河系中的超新星

在我们的银河系中，明亮到在白天都能看到的超新星已经被观测了一千多年。在有记载的历史上，已经观测到五颗超新星。前三次分别发生在1006年、1054年和1181年，是由中国观测者记录的。第一次据说像满月一样明亮，但没有欧洲观察员的目击记录。欧洲人缺乏观测可能是受他们认为固定的恒星绝对不变的信念的影响。

有一些证据表明，1054年发生的超新星可能是美国西南部的印第安人观测到的。亚利桑那州和新墨西哥州的一些岩画可以追溯到那个时期，描绘了一颗明亮的恒星挨着一颗新月，这是1054年7月初超新星和新星的大致相对位置。这颗超新星在白天持续观测了数周，在夜间观测了大约两年。

第谷超新星:SN 1572

现代天文学家将1572年11月11日首次观测到的第谷超新星命名为SN 1572，意思是1572年的超新星。第谷绝不是唯一一个报告观测到新星的人;一些记录表明，早在当年8月就可以看到它。根据欧洲和中国的观测，天文学家已经能够拼凑出一条光曲线，显示出爆炸恒星亮度随时间的变化。据此，他们推断这是一颗I型超新星。

根据这一时期的观测，这颗新星在1572年11月初突然出现，到11月中旬，它的亮度与木星或金星一样亮。根据第谷的说法，这颗恒星“比金星还亮”。在随后的几个月里，这颗超新星逐渐消失，直到1574年初才被肉眼看到。今天，世界上最大最精密的望远镜只能看到爆炸恒星的残骸。

第谷·布拉赫得名于1572年的"新星

观察和他的出版物新星stella将第谷提升到欧洲一流天文学家的水平。1576年，丹麦国王腓特烈二世将丹麦海峡的赫文岛赠给第谷，并请他建造一座天文台和实验室，以继续他对天文学和炼金术的研究。国王对第谷说:“我突然想到，它非常适合你在天文学和蒸馏方面的经验，因为它很高，而且位置偏僻……如果你想住在岛上，我很乐意把它给你。”

第谷接受了国王的邀请，并获得了丰厚的年度津贴和启动资金，开始建造一座世界级的天文台和研究设施。到1584年，他已经在岛上建造了两座天文台:Uraniborg(天堂城堡)和Stjerneborg(星群)。为了支持天文台和第谷的工作人员，岛上的设施最终包括建造仪器的车间、印刷机、风车、造纸厂、许多鱼塘和室内自来水。第谷建造的仪器又大又好，这使得他和他的观测者能够将测量误差降至最低。

第谷生命行将结束时，一位年轻的德国数学家兼天文学家约翰内斯·开普勒开始为他工作。第谷死后，开普勒在利用观测发展行星运动定律方面发挥了重要作用，这些定律后来被称为开普勒行星运动三定律。第谷对天空的观测是开普勒和艾萨克·牛顿等天文学家解开宇宙奥秘的关键。

参考文献

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约翰·R·克里斯蒂安森第谷·布拉赫和天量．伦敦:Reaktion Books Ltd.， 2020。

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西方,道格。天文学家第谷·布拉赫简介．密苏里:C&C出版社，2022年。

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