天文名人堂：伯奈爾

從戰爭雷達到科學電波望遠鏡

脈衝星的發現史可以往前追溯到第二次世界大戰（1939-1945）。英國和德國隔著英吉利海峽，為了防範德國的入侵，英國發展出當時最完備、先進的雷達，這組雷達可以偵測到靠近英國160公里的德軍飛機。

安東尼．休伊什（Antony Hewish, 1924-2021）原本就讀劍橋大學，因為第二次世界大戰而中斷學習。休伊什加入英國空軍，與馬丁．賴爾（Martin Ryle, 1918-1984）一起發展飛機上的雷達系統。

第二次世界大戰結束後，賴爾受聘為劍橋大學的電波天文學教授。休伊什則回到劍橋大學完成大學學業，獲得學士學位後，成為賴爾團隊裡的研究生，1952年休伊什拿到博士學位，成為劍橋大學的研究員。

當時無線電波運用在天文學上還在起步階段，不過雷達和電波望遠鏡是一體兩面，賴爾和休伊什把軍中先進的雷達技術轉為電波望遠鏡，讓劍橋大學在電波天文學的領域上居於領先地位。他們建造的劍橋干涉儀（Cambridge Interferometer）發現一種新天體：類星體，類星體是距離我們非常遙遠的星系，它們會發出強烈的無線電波，那時天文學家對這種新天體所知不多。

休伊什在劍橋大學附近打造一座電波望遠鏡：行星間閃爍陣列（Interplanetary Scintillation Array），其中一個目的就是要研究類星體。

小綠人現身？

伯奈爾是休伊什的博士班研究生，成為博士生的頭兩年，主要工作就是建造行星間閃爍陣列，他們樹立一千多根柱子，佈設193公里長的電線和纜線。這座電波望遠鏡外觀有點像農村裡種植瓜果的棚架，為了防止望遠鏡下方雜草叢生，還放養綿羊幫忙除草。誰也沒有想到這座充滿田園風格的研究設備，即將有驚天動地的重大發現。

奈爾站在她參與建造的行星間閃爍陣列前。

1967年7月行星間閃爍陣列開始觀測，伯奈爾負責電波望遠鏡操作和觀測記錄。那年的11月28日，伯奈爾發現一個特別的無線電發射源，它發出的訊號有固定週期，也就是望遠鏡每1.34秒就接收到一個訊號。休伊什一開始認為這是人類發出的訊號，因為週期性的訊號太可疑了。但是這個訊號會隨著恆星移動，所以排除訊號來自地面的可能。接下來更排除人造衛星、月亮反射地面無線電波等等因素。他們用另一部電波望遠鏡進行觀測，確認這個1.34秒週期的訊號真實存在。

週期1.34秒的規律訊號到底是什麼？伯奈爾當時曾經浮現過一個想法，這會不會是外星人跟我們聯絡的訊號？所以他們把它暱稱為「小綠人1號（little green man 1, LGM-1）」。不過沒多久他們就發現第二個週期性訊號，同時有兩個外星文明跟我們聯絡的機率非常低，於是小綠人的想法就被放棄。

他們把週期訊號的結果發表在《自然》期刊，休伊什名列第一作者，伯奈爾排在第二，這個天體是人類首次發現的脈衝星（PSR B1919+21）。脈衝星是快速旋轉的中子星，當它發出的無線電光束掃到地球時，我們就會收到一閃一閃的週期性訊號，就像燈塔發出的光束一樣。

與諾貝爾擦身而過

1974年，諾貝爾物理獎頒給賴爾和休伊什兩位天文學家。賴爾獲獎的理由是發明電波干涉技術，這項技術大大提高電波望遠鏡的解析度。休伊什得獎的理由是在脈衝星的發現上扮演決定性角色。但是發現脈衝星最重要的角色伯奈爾，卻沒有出現在諾貝爾獎的名單上。

這引起巨大的爭議，科學界幾乎都認為伯奈爾應該獲獎，甚至比她的指導教授休伊什更該得到這份殊榮。

為什麼伯奈爾沒有獲得諾貝爾獎呢？其中一個可能是她是女性。諾貝爾物理獎從1901年開始頒發，到1974年發現脈衝星獲獎為止，一共有100位獲獎者，其中98位是男性，女性卻僅僅只有2位。歷史上有不少優秀的女性科學家，她們的研究成果卓越，卻沒有獲得諾貝爾獎，這是對女性的歧視與偏見。

佛萊德．霍伊爾（Fred Hoyle）在恆星如何製造重元素方面的研究非常有貢獻，是一位重量級的科學家，他對諾貝爾委員會的決定大肆批評。1983年諾貝爾物理獎頒給霍伊爾的研究夥伴威廉．福勒（William Fowler），但是霍伊爾本人卻沒有得獎，有人認為霍伊爾沒得獎的原因是對伯奈爾的仗義執言。

伯奈爾本人對沒有獲得諾貝爾獎並沒有抱怨，反而覺得自己能參與重大發現而感到榮幸。伯奈爾沒得到諾貝爾獎或許是個遺憾，但是她在科學上的貢獻是有目共睹，不容抹滅的。

關於作者：李昫岱，屋頂上的天文學家主理人，中央大學天文所博士，曾經於中央研究院天文所和美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校從事研究工作，目前在中正大學教授天文通識課。天文跟其他語文一樣，有自己的文法和結構，唯一的不同是天文寫在天上！現在的工作是用科學、藝術和文化的角度，解讀、翻譯和傳授這本無字天書，期望透過淺顯易懂的方式介紹天文的美好！