会员登录
  • 没有账号? 去注册
会员注册
  • 已有账号? 去登录

科普文章

天空的一半属于她们:那些天文台里少有的女性
发布时间:2024-03-08    192   墨子沙龙
“将女性力量,发展为一种科学文化的需要”,是上个世纪九十年代初期的女性天文学家们的愿景:女性和男性都可以有效地工作,并且所有人都可以拥有令人满意的职业回报。为改善当时天文学领域女性的职业状况,并积极采取行动,两位优秀的女性天文学家梅格·厄里(Meg Urry)和劳拉·丹利(Laura Danly)组织了第一届天文学女性会议(Women in Astronomy),她们当时同在太空望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute-STScI)工作。这次会议产生了《巴尔的摩宪章》The Baltimore Charter for Women In Astronomy),该宪章由希拉·托比亚斯(Sheila Tobias)起草,最终得到美国天文学会理事会的认可。


图片

▲ 当时169名女性天文学家联合签署,在宪章标题的下首引用了中国的俗语“妇女能顶半边天”。The Baltimore Charter for Women In Astronomy(全文):https://www.stsci.edu/stsci/meetings/WiA/BaltoCharter.html



宪章中提到天文学有着女性参与的悠久而光荣的传统,她们为该领域做出了许多重大且极具创造性的贡献。全球约15%的天文学家是女性,但地域差异很大,有些国家没有女性,而另一些国家则超过50%。这表明科学职业受到社会和文化因素的强烈影响,不仅仅是由能力决定的。

宪章的序言以以下声明开头:




发起《巴尔的摩宪章》的女性天文学家——厄里,不光在学术界因解决性别歧视和性别平等问题的工作而闻名,她在超大质量黑洞(即活动星系核AGN)和多波长巡天方面的工作也异常优秀。她曾担任美国天文学会主席、耶鲁大学物理系系主任以及哈勃太空望远镜教员。目前是耶鲁大学以色列曼森物理和天文学教授以及耶鲁大学天文学和天体物理学中心主任,2001年她刚到耶鲁大学任教时,是系里唯一的女性。近期她团队的工作包括多波长巡天,以量化过去120亿年的黑洞增长;利用星系形态学评估星系合并对星系演化的影响;利用聚类分析评估黑洞增长对AGN特性的依赖;以及利用机器学习测量星系特性。


图片

▲ 梅格·厄里 Meg Urry



在一次CNN的采访中,厄里提到:“在我作为物理学家的30年里,成为房间里唯一的女性已经是常态。”在她还是一名年轻的科学家的时候,她时常因为女性同事的缺乏而感到困扰,那时她感觉自己不属于天文学这个领域,在领导职位上的被忽视,薪水相较于同等职位的男性更低。直到她看了一本书《为何如此缓慢?提高妇女地位》(“Why So Slow? The Advancement of Women.”),她突然意识到科学领域女性不被重视,似乎可以用一个简单的想法来解释,我们每个人都在一个男女不平等,或无法平等地达到成就顶峰的社会中长大,因此有一种无意识的期望:男人是领导者。她表示:“尽管我们抱有最大的希望,但我们科学家和其他人一样,期望男性比女性成为更好的科学家,我们将这些期望投射到我们遇到的真实的人身上,并非有意识,也并非有意歧视,但对女性的评价却低于她们所展示的潜力。我们必须做的是承认我们内心的偏见,并确保我们尽力避免这些偏见。”


图片

▲ 《为何如此缓慢?提高妇女地位》(“Why So Slow? The Advancement of Women.”)


丹利的职业路径与厄里不尽相同,在STScI进行了博士后研究后担任哈勃研究员,她作为STScI第一位教育项目科学家开始了天文学研究和公共天文学的双重职业生涯。1991年,丹利创立了女性科学论坛,通过提供与顶尖女性科学家和工程师会面、提问以及参与探索各种职业学科机会的实践活动的机会,鼓励年轻女性从事科学事业。不光如此,她拥有丰富的观测经验,包括约441小时的紫外波段观测,其中大部分时长使用哈勃望远镜完成。丹利还在基特峰国家天文台(KPNO)、麦克唐纳天文台(McDonald Observatory)、托洛洛山美洲天文台(CTIO)和国家射电天文台(NRAO)等设施完成了数百小时的光学和射电观测。她在丹佛大学和波莫纳学院担任助理教授期间,开发了侧重于天文学、考古天文学、太阳物理学、天文摄影和天体生物学的课程。后担任洛杉矶格里菲斯天文台馆长,在格里菲斯天文台,她的职责包括开发和实施所有教育、天文馆、画廊、望远镜和剧院项目。直到退休后,她始终是一位活跃的科学传播者。


图片

▲ 劳拉·丹利 Laura Danly


在上文中提到的太空望远镜科学研究所STScI,有一个南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的科学运营中心,该望远镜在2010年被美国国家研究委员会推荐为未来十年天文学的首要任务;2020年5月20日,该任务被命名为南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,以表彰前美国宇航局天文学主管南希·格雷斯·罗曼(Nancy Grace Roman)在天文学领域的作用,这是一台拥有2.4米宽视场主镜子,携带多波段可见光和红外相机的巡天望远镜,该望远镜旨在探索有关暗能量、系外行星和红外天体物理学的问题,计划将于2027年发射到绕日地拉格朗日点L2的轨道。获得如此殊荣的罗曼,是美国宇航局(NASA)总部“空间科学办公室”的首位天文学领导人、同时也是行业内首位登上如此高职位的女性。


图片

▲ 1972年左右,南希·格雷斯·罗曼(Nancy Grace Roman)博士出现在位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心。



罗曼与二十世纪中叶科学界的大多数女性一样,同样也面临着与男性在科学技术领域的统治地位以及当时被认为适合女性的角色有关的问题,周围的人劝阻她从事天文学研究。受父亲受地球物理学家的影响,她在少年时期就展现出了对自然科学的热爱,尤其是天文学六年级时,罗曼组织了她的朋友们加入了一个天文俱乐部,七年级时,她知道自己想毕生致力于研究宇宙。罗曼于1946年在斯沃斯莫尔学院获得天文学学士学位,但这个学位的获得并不那么顺利,学院的女院长不支持她选择天文学,当时该学院的天文系主任彼得·范德坎普(Peter van de Kamp)也劝她不要选择天文学,具体原因因年代久远无从考究,尽管范德坎普尽力劝阻,但仍旧教授她学习天文,罗曼在斯沃斯莫尔学院研究了两架已经报废的学生望远镜。

1946年3月,她开始在芝加哥大学读研究生,并于1949年获得天文学博士学位,而后在耶基斯天文台的助理研究员。罗曼喜欢在大学教学,她在天文台研究恒星,她在天文台的研究重点是恒星光谱学,重点关注F型和G型恒星以及高速恒星,她发现,由氢和氦组成的恒星比由其他较重元素组成的恒星移动得更快,她通过比较恒星中低色散光谱的氢谱线证明了并非所有常见恒星的年龄都相同。她还注意到,线条较强的恒星更靠近银河系的中心,而其他恒星则偏离银河系的平面,以更椭圆的模式移动。

由于提供给女性的终身职位的缺乏,罗曼认为自己的职业抱负会在学术界受到抑制,于是离开耶基斯天文台,并在海军研究实验室从事射电天文学工作。在NASA公布的内部采访资料中,她提到,当年在美国海军研究实验室工作内容,包括射电天文学、大地测量学,甚至水下声音的传播。她在那里待了三年,逐渐成为射电天文学项目微波光谱部分的负责人。那时的射电天文学家被期望建造自己的仪器,她不想从头开始成为一名射电望远镜工程师,但仍旧想留在天文领域。1959年,刚刚起步的美国国家航空航天局(NASA)的一名员工询问罗曼是否认识有人可能对创建太空天文学项目感兴趣,她自愿参加。罗曼在NASA的职责包括为不同的任务获取和管理拨款。在入职后的前二十年里,罗曼致力于为后来的哈勃太空望远镜获得国会的批准和资助。罗曼领导了科学和规划委员会,召集了科学家和工程师,向行政部门官员通报情况并游说美国宇航局官员批准一个在财政和科学上都雄心勃勃的项目,那会儿的哈勃空间望远镜还叫大太空望远镜。罗曼在这次任务中最重要的成就之一是安装了称为电荷耦合器件(CCD)的图像传感器,而不是以前的标准传感器。虽然CCD相机在当时似乎存在风险,但后来成为天文成像的新黄金标准。罗曼对哈勃项目的奉献让她的同事、后来的哈勃首席科学家埃德·韦勒(Ed Weiler)给她起了个绰号“哈勃之母”。


图片

▲ 2017年NASA乐高女性套装(LEGO21312 Ideas Women of NASA):南希·格雷斯·罗曼和哈勃空间望远镜




图片

▲ Women of NASA:从左至右:Nancy Grace Roman:对哈勃太空望远镜的规划有突出贡献,被人们尊称为“哈勃之母”;Margaret Hamilton:计算科学家,NASA阿波罗月球登月舱和指令模块软件工程师,2016年底获美国总统奥巴马颁发的自由勋章;Sally Ride:美国历史上首位进入太空的女宇航员,人类史上第三名女性宇航员;Mae Jemison:工程师、医生和NASA宇航员,第一位进入太空的非裔美国女性。


南希·格雷斯·罗曼(Nancy Grace Roman)于2018年12月25日在马里兰州日耳曼敦去世,享年93岁。即使她获得了如此高的成就和声望,她在生前仍不断表达对科学领域性别平等的渴望,希望看到更多的女性担任高级职位,并获得更高的薪水。

在罗曼早期天文学研究生涯的开端,遭受了各种各样的阻力,最终她成功了,被看见了,那么和她同时期的女性天文研究人员,她们碰到了怎样的阻力?

正如《巴尔的摩宪章》所提到的:

“对科学界女性和男性相对人数和职业历史的现有信息的审查揭示了广泛的歧视。获得该职业的机会——研究生教育、招聘、晋升、资助——并不总是与性别无关。实验室、报告厅和天文台对女性的不平等待遇虽然更加微妙,但至少与公开的歧视一样重要,造成了一种冷淡的氛围,使女性感到沮丧和痛苦,疏远了她们与这个领域,并最终损害了这个职业。”

随着时代的进步与社会的发展,相较于罗曼时期的女性天文学家,在1985年-2000年左右获得博士学位仍从事天文研究的女性科学家们相对而言拥有了更多的行业机会和认可。2020年诺贝尔物理学奖史上出现第四位女性得主——安德雷娅·盖兹(Andrea Ghez),她也是诺奖史上首位女天文学家,她与莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)共同分享了1/2诺奖的奖金,以表彰他们在银河系中心发现了一个超大质量致密天体,这个天体很可能控制着银河系中心恒星的轨道。盖兹的研究使用夏威夷凯克望远镜的空间分辨率自适应光学系统来校正大气湍流,主要研究恒星形成区域和银河系中心的超大质量黑洞(称为人马座A*),通过以红外波长对银河系中心进行成像,盖兹和她的同事们能够透过阻挡可见光的厚重尘埃进行观察,从而揭示银河系中心的图像。相比根泽尔小组对银河系中心运动学的第一个主要研究有了显着的改进。


图片

▲ 安德雷娅·盖兹(Andrea Ghez)



盖兹认为,激励更多的女性投身到科学事业中,最好的方法是为她们树立榜样,向她们展示这些领域中有女性,且做的不错。现如今,我们可以在天文各细分领域看到更多的女性天文学家:


图片

▲ 萨拉·西格(Sara Seager)


萨拉·西格(Sara Seager):加拿大裔美国天文学家和行星科学家。她是麻省理工学院的教授,以其在太阳系外行星及其大气方面的研究而闻名。她的工作主要集中在理解系外行星的大气性质,以及寻找可能支持生命的行星。她修改了德雷克方程,修改后方程的重点是寻找具有生物特征气体的行星,这些气体是由生命产生的,且可以在行星大气中积累到可以用远程太空望远镜检测到的水平。同时她也算少有的在天文仪器项目中担任领导职位的女性。在Asteria航天器的担任首席研究员,这是一个通过精确光度测量以搜索系外行星的探测器。也是NASA starshade任务(可以理解为空间外置星冕仪)的技术定义小组的主席。


图片

▲ 艾米·梅因策尔(Amy Mainzer)


艾米·梅因策尔(Amy Mainzer):专门研究天体物理仪器和红外天文学。她是广域红外勘测探测器的副项目科学家,也是研究小行星的NEOWISE项目和近地天体勘测者太空望远镜任务的首席研究员。她的工作重点是寻找和跟踪那些可能接近地球的小行星和彗星,以评估它们对地球的潜在威胁。


图片

▲ 丽莎·卡尔滕内格(Lisa Kaltenegger)


丽莎·卡尔滕内格(Lisa Kaltenegger):康奈尔大学卡尔萨根研究所的创始所长、康奈尔大学天文学教授,曾在德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所任职的天体物理学家,她是世界上首屈一指的“宜居行星”计算机建模专家。卡尔滕内格的研究主要集中在系外恒星宜居带内探索可能存在生命的系外类地行星。“侏罗纪世界可能比现代地球更容易发现”她和她的团队表示通过对地球最近 5.4 亿年的演化(即,显生宙)大气指纹的分析发现,望远镜可以更好地探测含氧量高的类地系外行星大气层中潜在的生命化学特征,该类地系外行星的年龄与恐龙居住时期的地球年龄更接近。


图片

▲ 希瑟-克努特森(Heather Knutson)JPL


希瑟-克努特森(Heather Knutson)加州理工学院地质与行星科学系的教授。《大众科学》称她为“第一位系外行星气象学家,确定了当地的温度、天气,甚至大气的成分”。显著成就之一是她在发现“热木星”方面所做的工作。“热木星”是一类系外行星,它们的轨道非常靠近宿主恒星,而且温度极高。她对这些行星的大气层进行了研究,在它们的大气层中发现了水蒸气、二氧化碳和其他气体的证据。她的研究还有助于制约系外行星的形成和演化,让人们深入了解行星如何在不同环境中形成和演化。


图片

▲ 维多利亚·梅布尔(Victoria M. Kaspi)


维多利亚·梅布尔·卡斯皮(Victoria M. Kaspi):加拿大天文学家,麦吉尔大学教授,她的专长是研究脉冲星——一种特殊类型的恒星,它们以极快的速度旋转并发出强烈的射电脉冲。通过使用射电望远镜和数据分析技术,她成功地揭示了脉冲星的复杂结构和性质,为理解这些奇特天体的物理机制提供了重要线索。卡斯皮利用钱德拉X射线天文台(CXO)对人马座超新星遗迹G11.2-0.3相关的脉冲星进行了观测,结果表明该脉冲星,中国古代天文学家于公元386年观测到的超新星的精确中心。

同样,中国作为“妇女能顶半边天”这句俗语的诞生地,在中国近代天文学史上也有不少闪闪发光的女性,比南希·格雷斯·罗曼(1925-2018)小两岁,且仍健在的叶叔华院士(1927-),她被称之为“北京时间之母”。叶叔华天文学研究生涯的开始源于战乱年代填报志愿的取舍,毕业有饭吃,她想到了一个平衡点,去报考数学系吧,将来可以去做数学老师。当时的中山大学,数学系和天文系并在一起称为数学天文系,所有学生必修天文课。时任中山大学女教授邹新仪,成为了叶舒华在天文道路上的引路人,“听她讲天文,是很打动人的”,自此命运的齿轮开始转动。

1949年叶叔华大学毕业,确实去香港做了两年数学老师,后来,她去当时的中国科学院紫金山天文台求职,台里只肯招一名男生。她十分气愤:“我也是读天文的,而且读的很好,你们干嘛不招我?”她给时任台长张钰哲写了一封信,据理力争。1951年进入中国科学院紫金山天文台徐家汇观象台工作,成为该观象台第一位女性工作人员,这份工作的内容是观测恒星,计算恒星时,再换算成世界时。她主持建立和发展了中国综合世界时系统,并长期保持国际先进水平,为国民经济和国防建设做出了重大贡献。此外,她还倡导将射电甚长基线(VLBI)技术应用于空间探测,应用于我国探月卫星轨道测量的技术方案预研究,后成功为“嫦娥一号”任务精确测定轨。在VLBI之后,叶叔华长远的战略眼光瞄准了平方公里阵列射电望远镜(SKA),为中国天文事业谋划下一个“风口”。


图片

▲ 叶叔华


自1981年至1993年期间,叶叔华担任中国科学院上海天文台台长,也是我国第一位女性天文台台长,她在多次公开演讲中鼓励女性打破“玻璃天花板”,她强调女性的地位从来就不是谁给的,而是女性自己争取来的


图片

▲ 叶叔华演讲


现如今我国有多位女性天文台台长,中科院云南天文台的台长陈雪飞,她致力于双星物理、特殊恒星形成和演化等方面的研究,建立了双星演化的基本关系和判据、蓝离散星的双星形成模型和EL CVn型双星的形成模型,提出了Ia型超新星的潮汐增强星风模型;中科院国家天文台副台长,中科院新疆天文台台长王娜,她主要从事射电天文、大口径射电望远镜相关技术研究。

图片

▲ 陈雪飞


图片

▲ 王娜


在这个纪念妇女为争取平等、公正、和平与发展所做出的不懈努力和斗争的日子里,回顾这些近代天文学科的发展历程中,闪闪发光的女性天文学家。她们,这些在天文学家中占比很小的女性,在科学和文化上雄心勃勃,一代又一代的她们,成就现在的我们;现在的我们,将托起未来的她们。