梅根·霍爾：我們知道夜晚的星星會閃爍，但這些氣體球內部到底發生了什麼？康妮·艾爾茨使用觀測和複雜的數學來回答這個問題。
她與約爾根·克里斯滕森-達爾斯加德和羅傑·烏爾裡希分享了2022年卡弗裡天體物理學獎，以表彰他們研究恆星脈動以瞭解其內部運作的工作。
大眾科學定製媒體與卡弗裡獎合作，與康妮進行了交談，以瞭解更多關於她對這項工作的貢獻。
霍爾：康妮·艾爾茨一生都在仰望天空。
康妮·艾爾茨：人們告訴我，我今天仍然這樣做。當我走出房屋或建築物時，我會自動抬頭。
霍爾：這一切都始於她還是個小女孩的時候。她的家人住在一條偏遠的沙路上，沒有路燈，所以她能很好地看到星星。
艾爾茨：所以，抬頭看對我來說很自然。我只是好奇天空中這些小小的點裡面發生了什麼。
霍爾：她夢想成為一名天文學家。
艾爾茨：但你知道，我來自一個工人家庭。所以我與任何文化生活或高等教育沒有任何聯絡，可以這麼說。
霍爾：康妮認為她的夢想遙不可及。但這一切在她與她的小學校長談話後發生了改變。他注意到她在數學方面很出色。
艾爾茨：他真的問，“你以後想成為什麼？”所以我說，“好吧，如果我可以選擇，我想成為一名天文學家，但我的母親希望我成為一名裁縫。而我一點也不喜歡。”
霍爾：她的校長也不喜歡這樣，所以他和康妮一起制定了一個十年計劃。他甚至和她的母親談了談。
艾爾茨：他說，“我會說服你的母親，我會告訴她，你未來的發展會好得多，而且我確信我可以讓她同意你去一所數學很多的預備大學的中學。”
霍爾：計劃奏效了。經過很多努力，包括乘坐三小時的公共汽車和腳踏車去她的中學，康妮發現自己身處一個博士課程中，學習天體物理學。那時，她專門研究的不僅僅是任何恆星，而是大恆星。
艾爾茨：所以，我的博士課題是研究比太陽質量更大的恆星。這些恆星實際上旋轉得非常快。
霍爾：為了讓你瞭解這些恆星的移動速度有多快，康妮說，我們的太陽大約需要一個月才能完成一次旋轉。她研究的大恆星只需一天就能旋轉一週。
艾爾茨：當一個氣體球快速旋轉時，它的物理和化學性質比太陽之類的恆星更復雜，所以我想了解這一點。
霍爾：當她研究這些恆星如何旋轉的難題時，康妮參加了她的第一次學術會議。
艾爾茨：我不太理解所有演講。當你作為學生參加第一次會議時，情況就是這樣。但史蒂夫·卡瓦勒教授的演講讓我印象深刻。
霍爾：他也在研究恆星。但他使用的技術類似於科學家研究地球深層內部的方式。
艾爾茨：如果我們想了解我們星球深處發生了什麼，我們不能鑽洞。因為我們不能深入到足夠深的地方。所以，地球的地震學家利用地震。因為地震會產生波，這些波會在我們的星球內部傳播。它們是地震學家深入瞭解我們星球深處的物理和化學性質的工具。
霍爾：恆星可能只是看起來像天空中的小點，但它們也有自己的地震。當恆星中的氣體加熱和冷卻時，會導致表面發生脈衝。
艾爾茨：因此，這些微小的波動會使恆星的亮度隨時間發生變化。因此，透過測量這些亮度變化，我們可以推斷出恆星內部實際發生的波的頻率。因為它不僅僅是表面，它是全球性的上下移動，氣體也是如此。
霍爾：這種方法被稱為星震學，康妮會議上的教授正在使用它來了解坍縮恆星的旋轉。
艾爾茨：對我來說，那真是大開眼界。我想，如果我能得到測量資料，我就可以把它應用到我的巨型恆星上。
霍爾：但那是在 90 年代，在科學家擁有在太空中觀測星震的工具之前。當時，星震學家必須從地球上測量這些脈衝。至少需要十年時間才能收集到足夠的資料來了解巨型恆星內部的脈動波。但這並沒有困擾康妮。
艾爾茨：我不介意有一個需要很長時間的計劃。這根本不會嚇到我。相反，我覺得這很有動力。
霍爾：所以，當她的學術導師放棄了他已經研究了 10 多年的恆星時，康妮繼續研究。
艾爾茨：每當他送我去望遠鏡時，我都會秘密地繼續監測那顆特定的恆星。我不知怎的就一直監測到望遠鏡被拆毀。
霍爾：到那時，康妮已經有了關於這顆恆星的 21 年資料。在她的聖誕假期，她決定分析這些資料。只是為了好玩。
艾爾茨：你看，我的工作就是我的愛好。我只是喜歡我做的事情。最愉快的事情就是分析恆星。在我確定我不會再從望遠鏡那裡得到任何資料之後，我一直在分析這顆恆星，因為望遠鏡已經關閉了。所以對我來說，那是一個好時機，我說，“好吧，這顆恆星現在要麼做，要麼永遠不做。”
霍爾：康妮坐在樓上的客廳裡開始處理資料，而她的女兒在樓下塗色。
艾爾茨：然後突然間，我看到了這些頻率。
霍爾：不止一個頻率。而是六個。足以找出恆星的內部旋轉。以前從未有人這樣做過。
艾爾茨：這實際上是除了太陽之外第一顆我們測量了內部旋轉速度的恆星。這是我們領域的一個突破。
霍爾：康妮簡直不敢相信。
艾爾茨：我當時在喊，“哇！” 你知道，“為什麼我以前沒看到這個？”你知道，因為一旦你發現了什麼，它就變得如此顯而易見。
霍爾：但在樓下，她的女兒無動於衷。
艾爾茨：她問發生了什麼事。然後我試圖向她解釋我發現了什麼。然後她就說，“那又怎樣，”你知道嗎？[笑聲]。她當時六歲，你知道嗎：“那又怎樣？書呆子媽媽發現了什麼，又在假期工作。”
霍爾：她的同事們的反應更好。康妮的研究發表在《科學》雜誌上。它為尋找其他恆星的內部旋轉模式提供了一個模板。
艾爾茨：我們作為一個團體意識到，好吧，我們想這樣做，不是對一顆恆星，而是對數百顆恆星，因為它們的旋轉方式都不同。但是你不能等待 20 年 100 次，你知道嗎？
霍爾：所以，康妮幫助組織了一項大規模的資料收集計劃。
艾爾茨：涉及地球周圍數十名天文學家，他們坐在不同天文臺的望遠鏡旁。
霍爾：這個全球專案使得有可能避免你在獨自觀察恆星時自然發生的一些資料空白，當白天或惡劣天氣阻礙觀察時。更多資訊加快了解碼所需的時間。
艾爾茨：你可以在大約不到兩年的時間內完成同樣的研究，你知道嗎，而不是 20 年。
霍爾：但是，當觀測從地球轉移到太空時，該領域又向前邁進了一大步。像開普勒太空望遠鏡這樣的任務使得研究你在陸地上甚至看不到的恆星成為可能。
艾爾茨：我們已經掌握了方法。這只是獲得更多資料的問題。然後開普勒任務給了我們成千上萬顆具有此類資料的恆星。
霍爾：從那以後，星震學領域的工作得到了蓬勃發展。而康妮正處於其中的中心。她與唐·庫爾茨和她的卡弗裡獎共同獲得者約爾根·克里斯滕森-達爾斯加德共同編寫了該領域的第一本教科書。她還花時間培養下一代科學家。
艾爾茨：如果算上碩士、博士生和初級博士後，我已經指導了 100 多人，這算很多了。
霍爾：但她的影響遠遠超出了那些直接的指導。幾十年來，她一直領導著招募不同背景的學生並將更多女性帶入科學領域的計劃。
艾爾茨：對我來說，作為一個人，我做自下而上的包容性是很重要的。每個人都有機會做出貢獻。
霍爾：她說這種對多樣性的追求可能來自於她自己的故事，當時一位支援她的老師的幫助改變了她從裁縫到科學家的道路。
霍爾：康妮·艾爾茨是比利時魯汶大學的天體物理學教授。今年，她與約爾根·克里斯滕森-達爾斯加德和羅傑·烏爾裡希分享了卡弗裡天體物理學獎。
卡弗裡獎旨在表彰科學家在天體物理學、奈米科學和神經科學領域的突破，這些突破改變了我們對宏大、微小和複雜事物的理解。
卡弗裡獎是挪威科學和文學院、挪威教育和研究部以及位於美國的卡弗裡基金會之間的合作關係。
這項工作由大眾科學定製媒體制作，並透過卡弗裡獎的支援得以實現。
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