2DARK天文志

走访全球著名的天文台

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天文学是一门一边散发着古老的书香气息，一边淋浴在高科技洗礼下的神秘学科。从我们的祖先仰望星空的那一刻起，到人们利用星斗进行导航，之后伴随着第一台望远镜的诞生、接踵而来的各式望远镜的发明以及各种挑战衍射极限的观测技术改进，宇宙展现给人类的画卷显得越来越壮丽。

我们来走访一下带给人们无数新发现，分布在世界各地的著名天文台：

一、美国

叶凯士天文台（Yerkes Observatory）和世界最大的折射镜

一个世纪前，美国有一位传奇式的天文学家——乔治·E·海尔。他说服了芝加哥工业家叶凯士投资建造一台一米口径的折射式望远镜。这面镜子和叶凯士天文台在1897年完成,镜子的口径为1.02米。海尔担任了叶凯士天文台的首任台长。在此之后，由于折射望远镜对玻璃材料要求非常高，人们都致力于磨制大口径的反射式望远镜，再也没有制作更大的折射式望远镜，因而它成为了世界上最大的折射镜。

威尔逊天文台（Wilson Observatory）

海尔也是威尔逊天文台的首任台长。他的父亲送了他一台口径为1.5米的反射镜作为生日礼物，这面镜子于1908年建成。接着，海尔又说服了洛杉矶的大富翁胡克捐赠了4.5万美金购买了2.5米望远镜镜面，并于1917年建成虎克望远镜（Hooks Telescope）。完成后的虎克望远镜做出了很多天文学历史上有名的贡献：利用它，天文学家们第一次直接测量了恒星直径；在它的帮助下科学家们测量了仙女座大星云M31的距离，使人们了解到银河系只不过是宇宙中的“沧海一粟”；它还帮助著名天文学家埃德温.哈勃发现了宇宙的膨胀现象。现在，这两面口径分别为1.5米和2.5米的反射镜在南加州的洛杉机市郊威尔逊天文台高高树立。

帕洛马山天文台

帕洛马山天文台位于美国加州南部,拥有世界著名的5米海尔望远镜。著名的苏梅克-列维9号彗星就是在此发现的。威尔逊天文台和帕洛马山天文台合称海尔天文台。

美国国家光学天文台（NOAO）和无线电天文台（NRAO）

美国国家光学天文台设立于1982年，其最初建立的目的是为了巩固并统一指挥一些美国的地面天文台（基特峰天文台、塞拉托洛洛天文台以及国家太阳天文台。）不过现在国家太阳天文台已经有了独立的指挥部门了。美国国家光学天文台的作用是为天文学家们提供最好的地面望远镜并促进公众对天文的理解和支持。

美国国家无线电天文台负责建造并运行复杂和先进的射电望远镜，并为全世界的天文学家们提供这些设备来观测天体。由美国国家射电天文台负责建造的著名射电望远镜有甚大天线阵（VLA）、甚长基线阵（VLBA）、绿岸射电望远镜（GBT）等。

北半球基特峰(Kitt Peak)和南半球塞拉托洛洛(Cerro Tololo)天文台

1960年，南半球只有10座天文台，而北半球却拥有88座天文台。在这少得可怜的10座天文台搜集的总星光还不到赤道以北天文台的10%，其中没有一个台站的地址是经过各方面综合考虑和仔细挑选而决定的。

这一事实当美国选择在北半球的基特峰和南半球的塞拉托洛洛分别建立天文台后被打破了。这两个台站拥有在南北半球成双的4米镜,后来的欧洲南方天文台投资的拉斯帕尔马斯（Las Campanas）天文台也在塞拉托洛洛台址附近建设。逐渐地，塞拉托洛洛成为60年代新兴天文台的集中地。

甚大天线阵（VLA）

这组著名的射电望远镜阵列位于新墨西哥州，是由27面直径为25米的射电望远镜排成Y字形组成的。

排列呈Y字形的甚大天线阵。（图片版权：NRAO，NSF）

甚长基线阵（VLBA）

这是一个跨距8000公里，由10台分布全美国的口径25米射电望远镜组成的望远镜阵列。这一阵列是美国国家设备，由自然科学基金会提供经费，国家射电天文台具体运作，对全美国科学家开放使用。

绿岸射电望远镜（Green Bank Telescope,GBT）

绿岸射电望远镜是目前世界上最大的可移动射电望远镜.望远镜高大约有43层楼，直径110米。望远镜的反射面由两千多块小反射板拼接而成，整个系统使用了精密的自动控制技术。绿岸位于弗吉尼亚州边界，这里人烟稀少，是全美人口密度最低的地方。周围的群山是天然的无线电波屏障。为了排除一切可能的干扰，一丝微波，汽车发动机的一个火花在这片区域内都是绝对禁止的。

夏威夷蒙那克亚天文台（Mauna Kea Observatory）和10米凯克(Keck)望远镜

1993年和1996年分别落成了目前居世界首位的凯克1号、凯克2号望远镜。望远镜由36块六边形镜面拼接而成，采用了主动光学和自适应光学系统。

波多黎各岛阿雷西博天文台(Arecibo Observatory)和305米射电望远镜

拥有世界上最大的固定式单镜面射电望远镜，阿雷西博天文台是美国最重要的射电天文、行星探测和地球超高层气流物理学的研究中心。来自全世界的科学家都可以申请使用这台望远镜，但申请的成败和时间的分配取决于参与申请的研究项目本身。每年大约有200名科学家和大量的学生来到这里进行观测。这面射电望远镜坐落在喀斯特地形区，天然形成的石灰石凹陷为这面305米反射镜的镜面提供了可以充分利用的几何形状。

二、欧洲

英国格林尼治天文台

你一定听说过0度经线所在的地方——英国格林尼治天文台。

格林尼治天文台最初的任务是：绘制完整的星图以方便方便人们可以利用星图来测定船只所在的位置。但这是一个费时费力的工作。为了计算不同地方的经度，当时一个需要解决的问题是时间计量的准确性。1730年，一位钟表匠约翰·哈瑞森走进了格林尼治天文台的大门，声称自己能够帮忙解决计时的准确问题。此后的近30年时间里，哈瑞森用机械齿轮制作出了4台不需钟摆的计时器。1767年，在星空图和精密钟表的双重帮助下，根据格林尼治天文台提供的数据绘制的英国航海历出版了。这份航海历上规定的0度经度线就是通过格林尼治天文台的经线。

但在第二次世界大战战后，格林尼治地区人口和工厂剧增，空气污染日趋严重，再加上夜间灯光的干扰，这对格林尼治天文台的观测造成了极大的饿影响，天文台被迫迁往英国东南沿海的的赫斯特蒙苏堡。迁址后的天文台仍叫英国皇家格林尼治天文台。但是，现在的格林尼治天文台并不在0°经线上，地球上 的０°经线通过的是格林尼治天文台旧址。格林尼治天文台旧地位于伦敦市郊格林尼治小镇的中心。天文台在镇子外的一个大公园里的小土丘顶上，俯瞰同在公园里的英国国家海洋博物馆。

左图为格林尼治天文台部分建筑，右图为0度经线处的标志性建筑。

欧洲南方天文台（ESO）和甚大望远镜（VLT）

欧洲南方天文台1986年开始研制4台口径为8.2米的望远镜，这四台望远镜可以独立工作，也可以组成一个等效口径为16米的光学望远镜联合观测。这四台的望远镜还配备了三台1米口径的望远镜做辅助观测。望远镜的工作波段从紫外一直延伸到25微米的红外波段。

甚大望远镜，我们可以看到望远镜的“圆顶”不再是“圆的”，而是引入新的理念设计成“方的”。（图片版权：ESO）

汉堡天文台与施密特望远镜

1931年，在汉堡天文台工作的施密特宣布他发明了施密特望远镜。由于该镜卓越的光学性能，后来这类光学望远镜成为各大天文台必备的仪器。

德国100米无线射电天文望远镜

德国马普研究所的100米无线射电天文望远镜曾经是世界上最大的可移动射电望远镜。不过现在让位给了美国101米的绿岸射电望远镜(见前面的介绍)。

欧洲甚长基线干涉网（EVN）和甚长基线干涉网联合研究所（JIVE）

1993 年成立的欧洲甚长基线干涉网联合研究所是一个数据处理中心，协调处理欧洲甚长基线干涉网各射电天文望远镜的观测资料。 现在EVN已经由欧洲扩大到全球范围，共有40个天文台参与观测，包括我国的上海天文台和乌鲁木齐天文台的甚长基线干涉（VLBI）站。

英澳天文台（AAO）

英澳天文台在1975年完成，目的是为英国和澳大利亚的天文学家提供光学观测仪器，它的红外线光学观测技术非常有名。另外该台著名的的大卫·麦林教授（Dr. David Malin）不只是一个天文学家，他在天文科学普及和天体摄影上的成就也举世瞩目。

英澳天文台（图片版权：AAO）

三、俄国

苏俄特殊物理天文台

苏俄特殊物理天文台是前苏联于1976年建造的一座举世闻名的天文台，并配备了一具6米望远镜，这是全世界首先使用电脑操控经纬仪式的大型天文望远镜。

四、日本

8.3米昴星团（SUBARU）望远镜

该望远镜被安装在夏威夷蒙那亚克山上。这台望远镜是目前世界上最大的不采用多镜面技术的单镜面望远镜。也采用了主动光学和自适应光学系统。

五、中国

中国共有5个主要的天文台站和多个观测站，5个天文台分别坐落在北京、上海、陕西、云南和南京。

云南天文台实际上隶属于国家天文台。国家天文台的总部在北京，设有30个领域前沿研究团组，7个高技术实验室和8个野外观测基地。野外观测基地有河北兴隆、北京怀柔、北京密云、乌鲁木齐南山、上海佘山、青海德令哈、云南丽江高美古和抚仙湖、及长春净月潭，分别负责运行2.16米光学、多通道太阳磁场、25米VLBI、13.7米毫米波、激光测距仪等大中型望远镜观测设备，以及在建的2.4米光学望远镜、50米射电望远镜和LAMOST等大型设备。

陕西天文台实际上是现在中国科学院国家授时中心的前身，承担着我国的标准时间标准频率的产生、保持和发播任务。为我国诸多行业和部门提供了可靠的高精度的授时服务，特别为以国家航天技术领域、战略武器实验做出了重要贡献。

上海天文台分为两个部分，徐家汇天文台和佘山观测站。我国第二大反射式望远镜坐落在佘山观测站的教堂旁边，口径25米的射电望远镜（VLBI）也坐落在佘山。此外，上海天文台还拥有40厘米双筒望远镜， Ⅱ型光电等高仪，氢原子钟等观测设备。2000年5月在上海天文台建立了马普青年伙伴合作小组，目的是为了推动国内的宇宙学发展，并加强中国和德国天文学家的相互交流。

南京紫金山天文台是我国自己建立的第一个现代天文学研究机构，前身是国立中央研究院天文研究所。紫金山天文台拥有射电天文实验室、空间天文实验室、天体物理研究部和天体力学研究部四个主要研究单元。有青海、青岛、赣榆、盱眙四个野外台站，其中青海观测站是我国目前唯一的大型毫米波射电天文观测站，装备了具有国际先进水平的13.7米毫米波射电望远镜；盱眙站是我国唯一的应用天体力学实测基地。

六、印度

巨型米波射电望远镜阵（GMRT）

这是目前亚洲最大的射电望远镜阵。位于德干高原浦那市北边，呈Y字形排列。18台天线沿三个方向排列，另外12台集中在中心区5公里范围内。

七．其他

8.4米哥伦布望远镜（Columbus）

设置于美国亚利桑那州葛拉翰山，两具8.4米望远镜组成双筒望远镜式设计。由亚利桑那大学和意大利国家光学天文台合作建设。

双子座望远镜（GEMINI）

双子座望远镜由美、英、加拿大、智利、阿根廷、巴西六国联合建造，在南美洲智利安第斯山脉帕琼山和北半球夏威夷马纳基亚山，两具同型新技术8.1米反射镜南北对应。