美国天文学家先驱维拉·鲁宾于2016年12月25日去世,享年88岁。鲁宾的天文学生涯经历了三个关键的转变:暗物质的发现,用更灵敏的电子探测器取代照相底片,以及大量女性天文学家进入这个行业。在这三方面,鲁宾都发挥了关键作用。

Rubin最重要的科学贡献正建立了星系外部内部燃气云的轨道速度保持恒定(即,“平面”),远距离可见星光,而不是在我们太阳系的外部部件中下降。星系外部的高轨道速度意味着大半径的额外物质存在。由于Rubin的工作和以后的研究,我们现在知道星系被含有5/6的物质物质的巨大看不见的光环包围,并且比可见区域更远的十倍。许多论点表明,这种所谓的“暗物质”必须与周期表的普通“重官”问题根本不同。它的性质仍然未知,但正在众多在世界各地的粒子加速器和粒子探测器中进行的众多实验。实现重子态物只是宇宙的痕量组成部分揭示了我们对宇宙的理解,尽可能令人震惊地不完整,并且是迎来了现代宇宙的时代的里程碑之一。

暗物质在Rubin于1978年发表第一篇关于暗物质的论文之前已经有很长的历史了(Rubin, Ford, and Thonnard, Astrophysical Journal Letters, 225, 107, 1978)。1933年,弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)提出,如果没有额外的物质提供更多的引力结合,星系团将会四分五裂。在接下来的30年里,有少量的论文紧随其后,并在1964年的圣巴巴拉“质量缺失”会议上达到顶峰,但现有的数据,大多仍然局限于星系团和双星,难以分析。20世纪70年代早期,通过对中性氢的21厘米线进行无线电研究,以测量附近星系外围气体盘中的旋转速度,这一课题得到了进一步发展。圆盘的旋转比星系团的分析要简单得多,而且这些早期的数据暗示了旋转曲线的差异,但是星系的数量很小。国家射电天文台的莫顿·罗伯茨(Morton Roberts)是这些早期无线电论文的领导者之一,他积极激发了鲁宾对这一课题的兴趣。1978年,Albert Bosma的博士论文发表在Rubin的第一篇论文之前,利用Westerbork干涉仪将无线电数据扩展到24个星系,再次看到了平坦的外旋转曲线。

在这些不断增长的数据中,鲁宾的工作特别有影响力,因为有三个因素。首先是论文的清晰度和直接性,包括她正在测量的原始光谱的美丽插图——旋转曲线的平坦性是不可否认的。其次,鲁宾和她的同事在接下来的几年里又发表了几篇论文,每一篇都扩大了样本,并证明了平曲线的普遍性。第三是鲁宾在无数天文会议上的演讲,就像那些已发表的论文一样,清晰、直接、精简到要点,最终令人信服。

鲁宾的第二个重大科学突破,大约来自同一时期,是对银河系相对于宇宙静止的运动的研究(鲁宾、桑纳德、福特和罗伯茨,《天文学杂志》,81,719,1976)。当时,人们普遍认为宇宙的膨胀是平滑和有规律的,单个星系的偏差在50 km s左右-1.Rubin和他的合作者着手测量我们的本星系群相对于96个螺旋星系的特殊运动,这些星系是如此遥远,相对于宇宙的其他部分,它们似乎处于静止状态。他们发现的运动是454±125千米/秒-1,几乎比标准值大十倍,被一些人视为宇宙邪说。随后的研究表明,这样的研究实际上是非常复杂的,而Rubin和他的同事得到的第一个值与后来的值只是略微一致。尽管如此,他们的论文还是大胆地揭开了这一主题,而宇宙膨胀中的巨大不规则现象现在已经成为标准的宇宙知识的一部分。事实上,它们是由超星系团的更大质量引起的,这是由于它们的大暗物质成分造成的。

上述两项研究都是可能的,因为鲁宾获得了新的探测器技术。这得益于她与长期合作伙伴和同事肯特·福特(Kent Ford)的密切合作。肯特·福特也是卡内基地磁研究所的一名工作人员。福特是一位杰出的仪器学家,他发明了天文学上第一个实用的电子光学探测系统,从而使探测效率提高了20倍。福特获得了国家科学基金会的资助来建造这些卡内基图像管系统并将其分发给世界各地的观察者,包括Kitt Peak和Cerro Tololo的4米望远镜。他和鲁宾用这些望远镜观察,她减少了数据并写了论文。由此产生的更深的曝光将光学旋转曲线数据扩展到星系的微弱外部,其中暗件最后可以被检测到。

如上所述,Vera Rubin主持过冠军的第三个关键过渡,大量女性进入天文学。鲁宾的个人故事,在她的自传章中彰显了天文学和天文学(Ara&A,49,120)的年度审查中,生动地反映了20世纪50年代和1960年代女性天文学家界面的显着敌对程度。鲁宾自己在37岁时发现了一个永久性科学的家,在卡内基的陆地磁力系,她茁壮成长。然而,在她职业生涯的最大讽刺之一中,她自己的华盛顿Carnegie机构未能坚持她对Palomar 200英寸的进入,它也可以控制,并将具有大大高级鲁宾的光谱工作。鲁宾的传记章节总结了这些和许多其他轻微。在所有这些中,鲁宾保持着一个平静但坚定的风度,有效地发言,但总是幽默地提高了妇女的原因,并作为下一代女性(和男子)洪水进入专业的关键榜样后斯图尼克时代。鲁宾和她的朋友和同事玛格丽特布尔比奇在一起,是60年代和70年代女性天文学家的双引导灯。鲁宾的幸福家庭历史筹集了四个孩子,所有这些人最终赢得了自己的博士学位,这是对年轻的女性尤其令人振奋,这位作家包括在内。

为了表彰她卓越的成就,鲁宾被授予了许多荣誉,包括英国皇家天文学会金奖、格鲁伯宇宙学奖和国家科学奖章。很少有天文学家会像维拉·鲁宾那样被人以同样程度的爱和钦佩哀悼。