馬爾滕·施密特（荷蘭語：Maarten Schmidt，1929年12月28日—2022年9月17日），荷蘭天文學(xué)家，第一個(gè)意識(shí)到射電源3C 273的光譜中無法證認(rèn)的寬發(fā)射線，其實(shí)是高紅移后的氫的巴爾末線和電離氧的譜線，從而成為“類星體”這一天體種類公認(rèn)的發(fā)現(xiàn)者。施密特的研究領(lǐng)域包括星系動(dòng)力學(xué)和質(zhì)量分布的理論，他提出了涉及在星際云氣中恒星形成率和星際物質(zhì)密度相關(guān)的施密特定律。
學(xué)位，其學(xué)位論文的主題是用21厘米譜線的觀測(cè)確定銀河系的質(zhì)量分布。
人物生平
早年經(jīng)歷
1929年12月28日，施密特出生于荷蘭格羅寧根（Groningen）。他的父親威廉·施密特（Wilhelm Schmidt）是政府的一名會(huì)計(jì)，他的母親安妮·威廉敏娜·施密特（Annie Wilhelmina Schmidt）是一名家庭主婦。
施密特的伯伯或叔叔是一名藥劑師與業(yè)余天文學(xué)家。在他的指導(dǎo)下，施密特用兩塊透鏡與一個(gè)紙筒造出了一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。由于第二次世界大戰(zhàn)期間的燈火管制，他得以在城市的中心觀測(cè)星空。他尋找并閱讀所有能夠找到的天文書籍。
初露鋒芒
1949年，赫爾穆特·施密特在格羅寧根大學(xué)獲得學(xué)士，并在1年后獲得碩士學(xué)位。然后，施密特進(jìn)入荷蘭的萊頓大學(xué)天文臺(tái)（Leiden Observatory）跟隨天文學(xué)大師簡(jiǎn)·奧爾特（Jan Hendrik Oort，1900-1992）攻讀博士研究生。
在博士研究生期間，施密特用了一年時(shí)間在肯尼亞（Kenya）觀測(cè)恒星并測(cè)量它們的位置。在完成這個(gè)任務(wù)后，施密特回到萊頓大學(xué)天文臺(tái)，用射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)觀測(cè)旋臂中的氫分子云發(fā)出的21厘米譜線，從而繪制銀河系形態(tài)圖。
1955年，施密特與科妮莉婭·托姆（Cornelia Tom）結(jié)婚。二人婚后共生育了三個(gè)女兒：安妮·施密特（Anne Schmidt）、瑪麗·施密特（Marijke Schmidt）與伊麗莎白·施密特（Elizabeth Schmidt）。
1956年，施密特在萊頓天文臺(tái)獲得博士學(xué)位，其學(xué)位論文的主題是用21厘米譜線的觀測(cè)確定銀河系的質(zhì)量分布。
此后2年，施密特以卡耐基學(xué)者（Carnegie Fellow）的身份在威爾遜與帕洛瑪天文臺(tái)（Mt. Wilson and Palomar Observatories）工作，類似于現(xiàn)在的博士后工作。這個(gè)聽起來很奇怪的單位是由此前的威爾遜天文臺(tái)（Mt. Wilson Observatory）與帕洛瑪天文臺(tái)（Palomar Observatory）合并而成的。
1958年，施密特回到萊頓大學(xué)。一年之后，他被威爾遜與帕洛瑪天文臺(tái)聘用，同時(shí)擔(dān)任加州理工學(xué)院副教授。當(dāng)時(shí)的帕洛瑪天文臺(tái)擁有口徑為200英寸（5.08米）的海耳（Hale）望遠(yuǎn)鏡，它是當(dāng)時(shí)世界上口徑最大、性能最優(yōu)越的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。在天文學(xué)中，“光學(xué)”指可見光。1959年，施密特發(fā)表了一篇論文，將星際氣體的密度與其中的恒星的形成率聯(lián)系起來，人們稱這個(gè)結(jié)果為“施密特律”（Schmidt law）。此時(shí)，施密特尚不足30歲。
擴(kuò)展領(lǐng)域
在同事、射電天文學(xué)家托馬斯·馬修斯（Thomas A. Matthews）的影響下，施密特開始進(jìn)入射電源領(lǐng)域。所謂的射電，就是無線電。射電源指的是那些發(fā)射出射電輻射的天體。
1959年他遷往美國(guó)并進(jìn)入加州理工學(xué)院任職。
1960年夏天，馬修斯找到阿蘭·桑德奇（Allan Sandage），希望后者能夠用海耳望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)他圈出的10個(gè)看上去很小的射電源，以確定它們是不是射電星系。
1960年9月，艾倫·桑德奇用海耳望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了表中的第48號(hào)射電源——3C 48，探測(cè)到一顆大約為16等的類似于恒星的藍(lán)色天體，周圍有一小縷星云狀的物質(zhì)。馬修斯與桑德奇都認(rèn)為這是一顆前所未見的“射電恒星”。盡管16等星比大多數(shù)人能夠看到的最暗的星（6等）還暗了1萬倍，但在海耳望遠(yuǎn)鏡的“眼”中顯然算是亮星了。
1962年12月27日，施密特用海耳望遠(yuǎn)鏡拍攝了3C 273的光譜。由于它實(shí)在太亮，常規(guī)的曝光時(shí)間竟然使底片被過度曝光。第二次與第三次，施密特都成功獲得了它的光譜。
施密特發(fā)現(xiàn)，3C 273的光譜非常奇怪，出現(xiàn)了9條相當(dāng)寬的發(fā)射線。其中，中心波長(zhǎng)為323.9納米、503.2納米、563.2納米、579.2納米的4條發(fā)射線尤其顯著。被確定的還有459.5納米與475.3納米的兩條譜線。其余3條譜線的中心波長(zhǎng)誤差范圍較大。施密特?zé)o法確認(rèn)這些發(fā)射線對(duì)應(yīng)哪種化學(xué)元素。此后，他多次想破解這個(gè)謎團(tuán)，但卻毫無頭緒。他深感苦惱，一度想放棄。
差不多同時(shí)，施密特的同事貝弗利·奧克（Beverley Oke）用威爾遜天文臺(tái)的100英寸（254厘米）口徑的羅伯特·胡克（Hooker）望遠(yuǎn)鏡拍攝了3C 273的光譜，光譜中顯示出一條位于紅外波段的強(qiáng)烈的發(fā)射線，它的波長(zhǎng)為759.0納米。
1963年2月5日，周一，下午，施密特來到辦公室，想繼續(xù)思考自己得到的結(jié)果。當(dāng)他把那張光譜底片放入儀器時(shí)，他突然意識(shí)到，他確認(rèn)的發(fā)射線中的3條與奧克確認(rèn)那條發(fā)射線的分布規(guī)律與氫的約翰·巴耳末（Balmer）線系中的幾條線很像。
然后，施密特腦中突然出現(xiàn)一個(gè)違背祖訓(xùn)的想法：這些光譜線可能就是氫的發(fā)射線，只是它們往紅色一端移動(dòng)（“紅移”）了。這個(gè)看似瘋狂的想法讓施密特莫名興奮，他馬上在身邊找到一條簡(jiǎn)陋的滑動(dòng)刻度尺，直接測(cè)量出移動(dòng)的量，然后立即得到了3C 273的紅移是0.158。也就是說，這些光譜是氫的光譜線，只是它們的波長(zhǎng)被拉長(zhǎng)了0.158倍。
施密特乘勝追擊，確定出所有被確認(rèn)出波長(zhǎng)的發(fā)射線的本質(zhì)：奧克拍攝的那條線是氫的巴耳末線系中的Hα線；他自己確認(rèn)的6條線中的4條分別是Hβ、Hγ、Hδ與Hε線。另外2條發(fā)射線則分別是一次電離鎂（Mg II）與二次電離氧禁線（[O III]）。施密特的發(fā)現(xiàn)確實(shí)是駭人的：結(jié)合距離與觀測(cè)到的亮度，可以算出3C 273的光度達(dá)到太陽光度的2萬億倍左右（現(xiàn)代計(jì)算值是4萬億倍），是當(dāng)時(shí)被確認(rèn)的最亮的射電星系的亮度的光度的100倍左右。一個(gè)大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銀河系的天體，卻比星系亮得多，這在當(dāng)時(shí)實(shí)在是駭人聽聞。
施密特很快寫了一篇的論文，討論了3C 273的光譜，并將其中的發(fā)射線解釋為被紅移了0.158倍之后的氫、鎂與氧線。這篇論文發(fā)表于《自然》（Nature），標(biāo)題是《3C 273：一個(gè)大紅移的類星物體》。在這篇不到1頁的劃時(shí)代的論文中，施密特報(bào)告了自己的觀測(cè)，并指出，3C 273的紅移基本上不可能是恒星的引力造成的“引力紅移”，而是由宇宙膨脹導(dǎo)致的“宇宙學(xué)紅移”。施密特認(rèn)為，3C 273是一個(gè)星系的核心，該星系的紅移是0.158，它的速度是光速的0.158倍，即47400米每秒。
施密特計(jì)算出3C 273與地球的距離約為5億秒差距，即約16億光年（根據(jù)現(xiàn)代的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡常數(shù)計(jì)算得到的數(shù)值是24.4億光年）。施密特還計(jì)算出3C 273的直徑小于1000秒差距（3262光年，1000秒差距只是粗略估計(jì)值，并非精確值）。施密特不僅正確解釋了3C 273的紅移，而且正確地猜想它是一個(gè)星系的核心，顯示出他大膽而超前的思維。
1965年，施密特發(fā)表了另一篇重要的論文，公布了5個(gè)主要由他發(fā)現(xiàn)的新的類星體，其中有3個(gè)的紅移為1，最遠(yuǎn)的那個(gè)的紅移更是高達(dá)2。正如他自己所說：“我們現(xiàn)在可以輕易獲得很高的紅移（的類星體），因?yàn)檫@些該死的東西實(shí)在太亮了。”成功破圈
這么小的天體的光度卻比極其龐大的星系的光度高得多，這聽起來非常不可思議，但可能性卻很大。因此施密特的這一發(fā)現(xiàn)讓整個(gè)天文學(xué)界與大量普通人大受震撼。
人們都已經(jīng)意識(shí)到宇宙學(xué)與天文領(lǐng)域的一場(chǎng)巨大的變革已經(jīng)猝然到來。施密特一戰(zhàn)成名。正如他自己后來回憶的那樣：“我發(fā)現(xiàn)（類星體）紅移的那個(gè)晚上，前景絕佳。”
1966年3月11日，赫爾穆特·施密特成為《時(shí)代》（時(shí)間）周刊的封面人物。
此后，施密特繼續(xù)尋找、觀測(cè)類星體，從而對(duì)類星體的確認(rèn)、計(jì)數(shù)、統(tǒng)計(jì)、空間分布、演化、紅移-距離關(guān)系等問題也做出重要貢獻(xiàn)。例如，他發(fā)現(xiàn)，紅移大約為2.5的宇宙中的類星體的產(chǎn)生率是最大的。
1972-1975年，他擔(dān)任加州理工學(xué)院天文系主任。
1976-1978年，他擔(dān)任加州理工學(xué)院的數(shù)學(xué)與天文組主席。
1978-1980年，他成為海耳天文臺(tái)（Hale Observatories）的臺(tái)長(zhǎng)，該天文臺(tái)由“威爾遜與帕洛瑪天文臺(tái)”改名而來。由于威爾遜天文臺(tái)與帕洛瑪天文臺(tái)一直貌合神離，施密特于1980年拍板解散海耳天文臺(tái)，使其恢復(fù)為原來的兩個(gè)獨(dú)立單位。他也因此成為海耳天文臺(tái)最后一任臺(tái)長(zhǎng)。
晚年生活
1996年，施密特光榮退休。但在此后大約十年，他繼續(xù)從事研究并發(fā)表論文。
2022年9月17日，施密特逝世，享年92歲。
職業(yè)生涯
1959年，赫爾穆特·施密特遷往美國(guó)并進(jìn)入加州理工學(xué)院任職。他的研究領(lǐng)域包括星系動(dòng)力學(xué)和質(zhì)量分布的理論，他提出了涉及在星際云氣中恒星形成率和星際物質(zhì)密度相關(guān)的施密特定律。接著他開始研究無線電波源的光譜。1963年他使用帕洛馬山天文臺(tái)著名的200英寸的反射望遠(yuǎn)鏡確定一個(gè)可見光下的天體就是電波源3C 273并研究其光譜。當(dāng)這個(gè)外表像恒星的物體看起來距離地球相對(duì)較近，但 3C 273 的光譜卻出現(xiàn)高達(dá) 0.158 的紅移，代表這個(gè)物體距離銀河系極遠(yuǎn)，而且光度極高。施密特因此將 3C 273 稱為“類星體”（"Quasi-Stellar Object" 或 "Quasar"），之后并發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)類星體。
榮譽(yù)
參考資料 >