2017年03月02日 星期四
那些创造了天文学历史的底片

    乔治·威利斯·里奇参与设计和建造了直径152.4厘米的反射式望远镜。它巨大的曲形镜面收集来自星云的光线,入射的光子缓慢地将差不多iPad大小的照相玻璃底片上的感光乳剂曝光。之后,一名助理制作了负片,并将其标记为“Ri-0”——里奇那台代表当时最先进技术水平的望远镜拍摄的首个科学图片。

    今天,Ri-0是加州帕萨迪纳卡耐基天文台主办公室内存档的20万张天文学底片之一。这些底片的拍摄日期在1892年到20世纪90年代早期,使用包括威尔逊山、帕洛马山、拉斯坎帕纳斯、肯伍德天文台的望远镜,底片的尺寸范围从1平方厘米到台式电脑屏幕大小。

    这一系列藏品包含了20世纪最重要的一些天文观测。正是这些图片,激发了埃德温·哈勃对膨胀宇宙的领悟,引导乔治·埃勒里·海耳发现了太阳磁场,为恒星和星系形成的理论提供了观测基础,也为人类与太空的故事谱写了新的篇章。

    太阳磁场

    1908年,太阳天文学家、望远镜工程师乔治·埃勒里·海耳得到了第一张太阳磁场的清晰图像,海耳把它们称为谱斑。虽然他错误地假设谱斑是充满旋转电子的气体龙卷风,但这项发现还是使他得出了正确的结论,即太阳能够产生磁场。

    当对太阳表面光谱线和太阳黑子的光谱线进行比较时,他发现太阳黑子在对光进行极化的同时,将其中一些线条分裂成了若干条。在太阳光谱的底片中,被分裂的线条被标注为K 和H。这种分裂叫作“塞曼效应”,为地球之外存在磁场提供了第一个确切的证据。

    哈勃有名的“VAR!”启示

    1923年秋季的一个夜晚,埃德温·哈勃对当时叫作仙女座星云的天体进行了45分钟曝光。当他拿到底片的时候,以为自己看到了一个处在仙女座外围一条旋臂上的“新星”,或者叫作星体爆炸。但是当他将这张底片与其他不同日期拍摄的照片做比较的时候,意识到这颗星实际上是造父变星,一种产生有规律亮度变化的恒星。哈勃在其位置上写下来“VAR”。

    为了寻找更多造父变星来证实他最初的发现,哈勃拍摄了数十张仙女座的底片,并给每一个经过确认的造父变星写了编号,通常后面带一个感叹号。在那张1924年拍摄的底片的数字翻印版中,可以在左下角看到标注“V4!!!”。

    “我的上帝,全是恒星!”

    1943年,天文学家沃尔特·巴德在威尔逊山工作。一天晚上,他将天文台那架254厘米望远镜对准了仙女座,第一次捕捉到了星系中央单独的恒星。这张照片为巴德将恒星分为两类奠定了基础:占据着星系旋臂的年轻炽热的恒星,以及位于星系中央年老冷却的恒星。

    60多年之后,这张照片仍然令人震惊。美国航空航天局天文学家简·瑞格比2015年拜访卡耐基天文台的时候,在小型放大镜下察看了这张底片,惊呼道:“我的上帝,全是恒星!”

    奇怪星系里的超新星

    刚刚离世的天文学家霍尔顿·阿尔普最著名的成就是1966年出版的《罕见星系图册》,他为这本图册拍摄了数百张具有奇怪形状和行为的星系照片。图册在圣迭戈帕洛马天文台发表5年后,在一张新拍摄的卓越照片中,他鉴定出了一颗超新星,爆炸于一个月之前。在一张拍摄于1964年较早期的照片中,这颗闪耀的爆炸体显然消失了。

    一次彻底的星系调查

    20世纪70年代末期和80年代早期,哈勃曾经的助手艾伦·桑德奇及其合作者对处女座星系团进行了一次彻底调查。为了进行这项工作,天文学家制作了67个巨型的、50.8厘米的方形照相底片,它们一起将2096个星系编成了目录。桑德奇煞费苦心地对每一个星系进行定位和测量,用红色和绿色的墨水直接在底片上注释它们的目录号和量级。

    《飞碟探索》 文/辛西娅·亨特

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