玛格丽特·伯比奇是一个伟大而富有传奇色彩的天文学家。能够同时具备这两个特点的天文学家并不多。她因为研究恒星内部如何合成各种元素而被载入史册，但是她对天文的贡献却远不止于此。她研究星系的“旋转曲线”，成为星系内暗物质研究的先驱之一；她研究类星体的光谱，近几十年来是类星体光谱学的权威之一；她是哈勃空间望远镜上的暗天体光谱仪的设计者之一；她还是确定星系中心超大质量黑洞的先驱之一。
撰文
王善钦
来源：蔻享学术
当地时间年4月5日，世界著名天文学家玛格丽特·伯比奇（EleanorMargaretPeacheyBurbidge，年8月22日－年4月5日）于美国旧金山逝世，享年周岁。对于一个如此高寿的大师，她的逝世本不意外。但是，事实上令人遗憾的是，她就是因为意外而没有更加长寿。据她的女儿萨拉·伯比奇（SarahBurbidge，-）证实，玛格丽特就是因为最近不小心摔了一跤导致的并发症而离世的。
《科学美国人》等多个媒体均在确认消息后立即报道了她逝世的消息。在年8月22日她周岁生日时，世界上多个著名媒体曾广为报道并祝贺。谁曾想再次报道的竟是她逝世的消息了。
年2月，玛格丽特在美国得克萨斯州达拉斯的留影。
图片来源：SkyTelescopearchive
虽然岁已经是超级高寿，但是无论如何，对于这样一位传奇，人们总是希望她还能作为“活着的最伟大的天文学家之一”而继续让大家瞻仰，而不是只作为“20世纪最伟大的天文学家之一”而被怀念。
玛格丽特·伯比奇是一个伟大而富有传奇色彩的天文学家。能够同时具备这两个特点的天文学家并不多。她因为研究恒星内部如何合成各种元素而被载入史册（详见《百岁天文学家的传奇人生：她使用望远镜与手摇计算机破解了星星的奥秘》），但是她对天文的贡献却远不止于此。她研究星系的“旋转曲线”，成为星系内暗物质研究的先驱之一；她研究类星体的光谱，近几十年来是类星体光谱学的权威之一；她是哈勃空间望远镜上的暗天体光谱仪的设计者之一；她还是确定星系中心超大质量黑洞的先驱之一（详见《活着的传奇：黑洞照片的幕后英雄与拒绝领奖的抗争者》）。
依稀往梦似曾见，心内波澜现
玛格丽特·伯比奇于年出生于英国达文波特。她的父亲斯坦利·约翰·皮奇（StanleyJohnPeachey）是英国曼彻斯特技术学校的化学讲师，母亲玛悦丽·斯科特·皮奇（MarjorieStottPeachey）曾是其父亲的学生。
在玛格丽特2岁时，她父亲因为在橡胶快速凝固流水线方面的专利与其他几个专利被高价购买而致富，遂辞去教职搬到伦敦。此后，夫妻俩给玛格丽特生了个妹妹。父亲获得的专利费使一家过上优渥的生活。他们家有两个女仆，她与妹妹年幼时还有保姆。玛格丽特回忆那段时期时说那是典型的英国“战争之间”的风格。（战争之间指的是年一战结束到年二战开始之间）
玛格丽特4岁那年，父母带着她坐着轮船渡过英吉利海峡去法国旅游。夜幕降临后，有点晕船的玛格丽特躺在卧铺上铺透过窗户看星空，以减轻晕船反应。她被璀璨群星深深迷住。这是她第一次如此沉醉于夜空群星，因为在伦敦大部分时候天空总是多云多雾，她从未体验过如此美丽的星空。
这次观天，成为她走向天文之路的第一步。苍茫宇宙，激起了这个小女孩内心的波澜。年，她发表了一篇很长的回忆录，回忆自己的天文之路，用的标题是《观天者》（WatcheroftheSkies）。童年对星空的记忆，成为依稀往梦，却挥之不去。
在玛格丽特功成名就之后，曾有记者在专访时问她：从事科学是否受到父母引导？她回答说：没有。并以自己妹妹为例，她妹妹没有选择科学为职业。确实，她父母从未直接建议她选择科学为职业。
但另一方面，她父母甚至她的外祖父都在支持并暗中培养她对科学的兴趣。她父母为她订阅了每周出版一次的《孩童之报》，这份报纸的内页经常介绍四季星空与月亮的圆缺规律。她外公得知她喜爱天文，就在她12/13岁生日前，买了天文科普书籍作为生日礼物送给她。其中一本便是著名天文学家金斯爵士（SirJamesHopwoodJeans，-）写的《神秘的宇宙》。根据玛格丽特回忆，金斯是她外祖父一家的远亲，不过她本人从未和金斯见过面。这些书籍，让玛格丽特第一次对“星星有多远”、“宇宙有多大”这样的问题开始着迷。
小学毕业后，父母将她送进一个女子学校读中学。这个阶段，她学习数学、物理、化学、植物学、法语、拉丁文与德语，做科学实验。由于学校并未严格限制学生只能在自己的班级上课，玛格丽特经常去听高年级的课程，然后在她15岁时通过了大学入学考试。但她认为自己还太小，不希望马上去大学，因此她还是呆在中学，想干什么就干什么。
在中学的最后一年，她母亲开始为她选择大学。玛格丽特所在的学校有很多学生最终去了牛津大学。但玛格丽特母亲不希望她离开伦敦一带，因此没有为她选择剑桥大学或者牛津大学。最终，玛格丽特母亲在与玛格丽特的科学老师讨论后，为她选择了伦敦大学学院。那一年，她16岁。
实际上，伦敦一带的大学还不少。但玛格丽特母亲却选择了伦敦大学学院，因为这个学校有天文台。显然，玛格丽特母亲以这种方式将玛格丽特引导到天文这个方向。虽然她在此前并未刻意要求孩子要选择什么职业，但这位聪明而开明的母亲在知道自己孩子的兴趣与天赋之后，还是在关键时刻为孩子定了方向。
年，17岁的玛格丽特进入大学，学习化学、数学与物理。大概在年，她才意识到自己最喜欢的还是天文学。此后，她开始到位于伦敦郊外的伦敦大学天文台学习星轨道的理论知识以及其他天文课程，并使用那里的61厘米望远镜与46厘米望远镜观测恒星。
在她大学快毕业时，英国已经笼罩在战争的阴云之下，举国上下都在高度防备德国的突然袭击。年夏天的毕业典礼因此草草举行。毕业之后，玛格丽特在一家计算公司找到了一份工作，成为一个计算员。
公司的负责人在她上班的第一天就喊她出去吃午饭。她原以为这是公司欢迎新员工的方式，没想到公司负责人图谋不轨。玛格丽特果断抗拒，然后在当天就辞职了。年，她接受采访时提到此事，采访者说这位公司负责人为天文做出了巨大的贡献。而在年正式出版于《天文与天体物理学年鉴》（ARAA）的回忆录中，玛格丽特则只是以“不适应公司交际”一笔带过。
辞职之后，玛格丽特先协助母亲一起做一些人口普查、监控德军空袭之类的工作——当时战争逼近，英国政府要普查人口，为将来战争来临时救治伤员、统计死亡人数做准备。
不久后，玛格丽特申请到伦敦大学学院的博士研究生资格，开始读博，研究方向是恒星光谱观测。年9月，二战在欧洲正式爆发后，大量男性天文学家前往军队效力。作为女性的玛格丽特因此被指派到伦敦郊外维护人手空缺的天文台。在天文台，玛格丽特白天维护仪器，晚上进行观测。
战争期间，由于战时灯光管制，伦敦以及周边城镇的灯光造成的灯光污染大大减少，天空变得很暗，对天文观测非常有利。年，24岁的玛格丽特凭这段时间的研究成果的一部分拿到博士学位。
由于地处郊外，天文台被轰炸的次数远远少于城区。尽管如此，炮弹还是会不时光临天文台附近。年8月3日夜晚，有两枚德国V-1导弹落在天文台附近，将天文台里的望远镜震得偏离目标，但玛格丽特想到的不是逃命，而是调整望远镜之后继续观测。
她如此无畏的源泉是她对天文的狂热喜爱。在后来接受采访时，玛格丽特回忆当初首次在照相底片上看到自己拍摄出的旋涡星系时的极度兴奋，“如此热爱天文，让我几乎觉得自己有罪。它是我的工作，是我生活的源泉。”
年，二战结束。玛格丽特因“功”而正式成为天文台的观测助手。年秋，玛格丽特与物理系比她小6岁的研究生杰弗瑞·雷纳德·伯比奇（GeoffreyRonaldBurbidge）相识并相恋，半年后就结了婚。婚后，玛格丽特随夫姓，从此改姓为伯比奇。在玛格丽特的影响下，杰弗瑞从物理转向天文学。
问世间，是否此山最高
年，玛格丽特与杰弗里分别成功申请到基金，并于年分别前往叶凯士天文台与哈佛大学天文台。叶凯士天文台与哈佛大学天文台分别属于美国中部的芝加哥大学与东部的哈佛大学。此前在英国多年的训练为她攀爬天文学崇山峻岭做好了准备。现在，她要正式开始翻山越岭了。
虽然此时芝加哥大学（以及哈佛大学）比不上当时位于美国西部的威尔逊天文台，但依然为玛格丽特提供了非常好的研究环境。当时的芝加哥大学不仅拥有叶凯士天文台，还拥有位于得克萨斯州的麦克唐纳天文台2米望远镜的使用权。
年，夫妻俩回到英国，到剑桥大学卡文迪许实验室与霍伊尔（FredHoyle，-）合作。他们在年的一次会议认识后就已成为好朋友。第二年，加州理工学院的福勒（WilliamAlfredFowler,-）来到卡文迪许实验室做核物理实验，也是与霍伊尔合作。以霍伊尔为纽带，四人开始了一项重要的合作：恒星内部元素的合成研究。
年，玛格丽特与丈夫再次回到美国，分别在加州理工学院与威尔逊天文台工作。玛格丽特在加州理工学院的博士后位置是福勒提供的。在加州理工学院，她与丈夫继续与福勒合作，霍伊尔也会时常访问合作。
威尔逊天文台就在加州理工学院所在的帕萨迪纳市郊区的山上。为了能够使用威尔逊天文台的望远镜，玛格丽特女扮男装，装作自己丈夫的助手。从山脚到天文台虽然有公路，但到了山顶，就由山路连接着各个建筑。当时她已怀孕，在走高低不平的山路时，为了不被别人看出，她在闷热的天气还要穿着外套包裹着自己的肚子。
女扮男装的事情被人发觉后，玛格丽特差点被赶走，但在桑德奇（AllanRexSandage，—）等天文学家的仗义执言与加州理工学院的压力之下，威尔逊天文台妥协了，允许夫妻俩住在远离集体宿舍的小屋，但他们用的各种生活物资需他们自己负责运输。
杰弗里·伯比奇（左）、玛格丽特·伯比奇（中）与福勒（右）三人在黑板前讨论合作的课题
图片来源：CaltechArchives
年，二人的女儿萨拉（SarahBurbidge，-）出生。玛格丽特在年的采访中感叹这个孩子的到来被一再推迟。因为自己与丈夫四处漂泊，有时甚至要睡天文台宿舍，使得他们一直没敢要孩子。
年10月四人合作的长达页的论文正式发表，标题是《恒星中元素的合成》（SynthesisoftheElementsinStars）。这篇论文作者的署名顺序为：玛格丽特·伯比奇、杰弗里·伯比奇、福勒与霍伊尔，因此被简称为B2FH论文。这篇文章是核心元素核合成领域的集大成之作，系统论证了恒星内部各种元素合成更重元素的八大类核反应过程。论文中的大多数结果在此后被写入数不清的天文教科书中，至今依然正确。
图：B2FH论文中列出恒星内部核合成的反应链与八种基本过程。
这篇论文不仅给出了核心内部核合成的基本图景，还告诉读者这些元素如何进入太空：超新星爆炸将恒星内部合成的各种元素快速抛向太空，这些元素在太空中成为星尘（stardust）。因为这篇文章，玛格丽特获得一个绰号：星尘女士（LadyStardust）。
年，玛格丽特、杰弗里、福勒与霍伊尔（从左到右）欢聚，庆祝福勒60岁生日。
图片来源：MasterandFellowsofStJohn’sCollege/Cambridge/DonaldClayton
年起，玛格丽特在研究恒星内部核反应的同时，也开始研究星系旋转曲线，来确定这些星系的质量与亮度的比值。天文学家测量星系质量有两种最重要方法：第一种是根据恒星的亮度推断质量，另一种是根据星系各部分的旋转速度推断星系质量。后一种方法需要观测星系光谱并根据光谱的扭曲程度，从而计算出星系各部分的旋转速度。
按照牛顿力学，离星系一定距离之外，越远的地方，旋转速度越小。然而，星系旋转曲线的研究表明事实并非如此。旋转曲线在更远的地方没有往下掉，而是变平了。这方面的研究最终让天文学家确定星系中有大量不发光的“暗物质”。多位杰出的天文学家艰苦接力近半个世纪，才得到这个明确的结论。玛格丽特是这场艰苦接力赛的“运动员”之一。
年，玛格丽特与丈夫分别被芝加哥大学再次聘用为博士后与教职人员，然后他们用麦克唐纳天文台的望远镜继续研究星系的旋转曲线。年，玛格丽特与丈夫共同获得海伦·华纳天文奖。年，玛格丽特与杰弗里发表了对星系M51的旋转曲线研究的论文。这篇文章是他们在这个领域的工作的收尾，也是这方面的代表作之一。
哈勃空间望远镜上的高级巡天照相机于年1月拍摄的旋涡星系M51与旁边的小星系NGC的照片。它于年被作为哈勃升空15周年的纪念图片发布。
图片来源:NASA,ESA,S.Beckwith(STScI),andTheHubbleHeritageTeam(STScI/AURA)
年，玛格丽特与丈夫到加州大学圣迭戈分校工作。这个选择是明智的。麦克唐纳天文台当初由得州大学奥斯汀分校与芝加哥大学共同管理，前者提供天文台，后者提供天文学家。但到了那时，得州大学开始筹建天文系，要将天文台管理权的另外一半收回，此后芝加哥大学在使用麦克唐纳天文台时将不具备特许权。
与此同时，加州大学管理的利克天文台当时已经安装好一个3米口径的望远镜——沙恩（Shane）望远镜。它是当时世界上第二大的望远镜，仅次于加州理工学院管理的帕洛玛天文台的5米望远镜。沙恩望远镜足够大，因此可以设计一个笼子，天文学家躲在笼子里彻夜观测。
玛格丽特在利克天文台3米Shane望远镜的镜筒里的笼子里。
图片来源：SarahBurbidge
年，玛格丽特将注意力转向了类星体。天文学家在搜寻一些射电源的可见光对应体时发现了这类奇异的星体。最早在这方面取得突破的是当年支持玛格丽特留在威尔逊天文台的桑德奇。
年，桑德奇用帕洛玛天文台的5米望远镜观测一个射电源，发现它发出耀眼的蓝光，旁边还有一丝一缕的物质。桑德奇发现这个物体的可见光光谱非常奇怪，无法解释。这事就这样搁置下来了。
年底，斯密特（MaartenSchmidt，-）观测了另一个射电源的光谱，也发现了一个明亮的蓝星，它的光谱也很奇怪。斯密特突然发现，如果把实验室观测到的氢的光谱往红色那端移动一定的量——“红移”，就可以与观测到的光谱重合。他随手拿出一把旧尺子，就把移动的量测出来了。测量结果显示，这条光谱线向红端移动的因子是0.16。简单的计算表明：这个光源的逃离速度达到光速的0.16倍，即千米每秒，它与地球的距离是15亿光年，它比银河系亮得多。
玛格丽特将这些物体命名为“类似恒星的物体”，简称QSO，这个名词流传至今。另外一些人直接称这些天体为类星体（quasar），也流传至今。类星体被公认为上世纪六十年代天文学四大发现之一。另外三大发现是脉冲星、微波背景辐射与星际有机分子。后来的研究表明，当星系内部的物质快速落入星系中心的超大质量黑洞时，就可以发出惊人的亮度。
玛格丽特并不相信类星体的距离真有那么远，她
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