海爾與望遠鏡和天文臺的故事

海爾與望遠鏡和天文臺的故事

作者：郭紅鋒

來源：《軍事文摘·科學少年》2020年第12期

美國天文學家喬治·海爾（以下簡稱海爾）畢生從事太陽觀測研究。1891年，海爾發明了

太陽單色光照相儀，并用它拍到了史上第一張太陽單色像。19 08 年，海爾在威爾遜山太陽觀

測臺主持建造第一座高達18米的太陽塔，首次發現太陽黑子周圍有磁場，并且發現了太陽耀

斑的存在。之后他又組織了首次世界性的太陽觀測網，因此，海爾被稱為“現代太陽觀測天文

學之父” 。

同一時期，海爾還參與創辦了直到今日仍是國際天文屆最著名的學術期刊：《天文學和天

體物理學》及《天體物理學報》，并創立了“Astrophysics”（天體物理）這個新的天文學名詞。

他一生發表論文和文章400余篇，出版多部著作。這些工作已經可以使任何一個科學家引以為

傲了，但是海爾更為人知的貢獻是籌資建造了史上最知名的幾個大型望遠鏡和相應的天文臺。

著名的葉凱士天文臺是他游說金融家葉凱士出資建造的。該臺因安裝了世界上最大的1.02

米折射望遠鏡（1897年落成）而聞名至今。1895年至19 05年，海爾任葉凱士天文臺首任臺

長。

1904年，海爾主持建成威爾遜山天文臺并首任臺長。1908年，在該臺建造了1. 5米反射

望遠鏡。他又游說商人胡克出資在威爾遜山天文臺建立2.54米反射望遠鏡，1917年建成后命

名為胡克望遠鏡，從此，該望遠鏡雄踞世界最大口徑望遠鏡30年。著名天文學家沙普利和哈

勃都用該望遠鏡取得了巨大成果，使人類能夠估量到自己所在星系的大小和性質，估量出河外

星系的本質和運動。

1928年，海爾又獲得洛克菲勒基金會600萬美元捐款，興建帕洛馬山天文臺，并于1948

年在帕洛馬山天文臺建成了當時最大口徑的5.08米反射望遠鏡。它能拍攝23等的暗星，能探

測距離我們遠達幾億光年的暗弱星系。為了紀念海爾的不朽業績，這架望遠鏡被命名為“海爾

反射望遠鏡”（以下簡稱“海爾望遠鏡”）。

海爾望遠鏡的建造是當時天文屆一項空前浩大的工程，為了減小主鏡玻璃厚、導熱慢而造

成的形變，整個玻璃的背面被澆鑄成蜂窩狀，最后成型時反射鏡口徑5.08米，自重達13噸，

整個望遠鏡的轉動部分重481噸！然而這樣一個龐然大物卻能夠被驅動而運轉自如，成為世界

著名的大型天文望遠鏡之一。

雖然1975年蘇聯建造了結構類似、口徑6米的反射望遠鏡，但其解析力和觀測效率等指

標都沒有發揮出來。因此，直到1993年，海爾望遠鏡的綜合性能才被凱克望遠鏡（10米拼接

鏡面反射望遠鏡）超越。

1969年，威爾遜山天文臺和帕洛馬山天文臺合并時，統一改名為“海爾天文臺”。1969

年，在洛杉磯以東160千米處建成的大熊湖太陽觀測站也歸屬到海爾天文臺。20世紀70年

代，美國科學機構把帕洛馬山天文臺、威爾遜山天文臺、大熊湖太陽觀測臺和拉斯康帕納斯天

文臺組成的一群天文臺總稱為“海爾天文臺”。

威爾遜山天文臺是1904年在海爾領導下建成的，位于洛杉磯市西北3 2千米處，海拔

1742米。臺內有1917年落成的2.54米反射望遠鏡，它對天文學的發展起了非常重大的作用。

此外，臺內還有口徑為1.52米和1.01米的反射望遠鏡各一臺，高度為18.3米和45.7米的太陽

塔各一座。

帕洛馬山天文臺是1928年由洛克菲勒基金會捐款，并在海爾領導下籌建的，位于加利福

尼亞州圣地亞哥東北80千米處，海拔1706米。臺內安裝的口徑為5.08米的反射望遠鏡于

1948年落成，在此后20多年中一直是世界上口徑最大的望遠鏡。自1948年投入使用以來，一

直是世界上最優秀的望遠鏡之一，對星系學、超新星、射電源以及紅外天文學等方面的研究起

到了極為重要的作用。該臺還有物鏡口徑為1.86米、改正鏡口徑為1.22米的施密特望遠鏡和

口徑為1.52米的反射望遠鏡各一臺。

著名的帕洛馬天圖就是帕洛馬天文臺和美國地理學會，于20世紀50年代用口徑122厘米

的施密特望遠鏡拍攝的北天藍紅雙色深空照相天圖。它包括935個天區的北天藍、紅和近紅外

3色深空照相星圖，成為當時天文學文獻中的基本工具和認證光學對應天體的權威性依據。

1993年3月24日晚，蘇梅克夫婦及列維在帕洛馬天文臺用0.4 6米施密特望遠鏡觀測研究

近地天體時發現了蘇梅克-列維九號（SL9）彗星，并計算出SL9彗星將于1994年7月撞擊到

木星上，引起了全球天文學界和公眾極大的振奮。1994年7月16日至22日，已經被木星巨大

的潮汐力撕成21個碎片的SL9彗星與木星迎頭相撞，這是人類史上首次直接觀測到的天體相

撞事件。