作者│杜恋
审核│丁乙
编辑│王启元
位于美国加利福尼亚州圣迭戈北部的帕洛玛山,叶繁枝密,景色宜人。在海拔1706米的帕洛玛山顶,有一座举世瞩目的天文台——帕洛玛山天文台。这座天文台是在美国天文学家乔治·埃勒里·海尔的领导下,由洛克菲勒基金会捐款,在1928年建成,迄今已有近百年历史。丰富的历史底蕴和大量突破性的科学发现,使其成为无数天文学家和天文爱好者心目中的圣地。
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帕洛玛山天文台鸟瞰图(图片来源:Palomar Observatory官网)
帕洛玛山天文台由加州理工学院运营,目前在工作中的有海尔望远镜(Hale Telescope)、塞缪尔·奥欣望远镜(Samuel Oschin Telescope)和60英寸(1.5米)反射望远镜等多台设施。除此以外,该天文台还曾运行有帕洛玛试验台干涉仪(Palomar Testbed Interferometer, PTI)、18英寸(0.46米)施密特望远镜与0.1米帕洛玛行星搜寻望远镜(PPST)等已退役的设施。
海尔望远镜于1949年初投入使用,美国天文学家埃德温·哈勃是这台望远镜的第一位使用者。这是一架运用了许多新技术的反射式望远镜,以其设计者乔治·埃勒里·海尔的名字命名,它的口径达到了5.1米,就像一只巨大的眼睛吸收着来自宇宙的光。在刚建成的时候,它是世界上口径最大的光学望远镜,直到1975年前苏联制造出6米口径的经纬台式大型望远镜(BTA-6)才被取代。不过,由于制造问题及气候等因素的影响,前苏联的BTA-6始终没有发挥出应有的能力,因此海尔望远镜在很长时间里都是现代天文学的主力观测仪器,参与了太阳系天体研究、寻找系外行星、恒星形成及演化分析以及遥远星系表征等工作中,为天文学研究做出了重要贡献。海尔望远镜配备了许多现代观测仪器,其成像仪器包含两个广角相机:帕洛玛晶圆级成像仪(WaSP)、宽视场红外相机(WIRC),它们均安装在望远镜主焦点上,视场分别为24角分和8.9角分;在主焦点处还配备了快速成像相机,用于观测快速变化的天体;卡塞格林焦点主要进行光谱观测,配备了三台光谱仪;此外,海尔望远镜还搭配了自适应光学系统,这使其分辨率接近衍射极限,若结合幸运成像技术,分辨率甚至可以达到0.04角秒,是哈勃空间望远镜的三倍。
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海尔望远镜(图片来源:Palomar Observatory官网)
1.22米口径的塞缪尔·奥欣望远镜于1948年建成,这是一台宽视场巡天望远镜,此前曾运行了帕洛玛天文台巡天(POSS)、近地小行星追踪(NEAT)、类星体赤道巡天(QUEST)、帕洛玛暂现源工厂(PTF)等大名鼎鼎的巡天项目。自2017年至今,这台望远镜开始运行茨威基暂现源设施(Zwicky Transient Facility, ZTF),该项目配备了16个6K×6K CCD探测器,视场达到了惊人的47平方度,是海尔望远镜的数百倍。目前,塞缪尔·奥欣望远镜是通过远程控制的,每晚可以自动化地扫描天空,寻找新星、超新星等暂现天体及小行星、彗星等太阳系天体,获得了非常丰富的观测数据,发现了大量新天体。
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星空下的塞缪尔·奥欣望远镜(图片来源:Palomar Observatory官网)
60英寸(1.5米)反射望远镜是为了分担海尔望远镜的部分工作而建造的,于1970年投入使用。这台望远镜采用里奇-克莱琴(RC)结构,其主镜和副镜均为双曲反射面。自2004年来,这台望远镜也采用自动化观测的模式运行。它目前配备了光学成像相机和积分场光谱仪,可以迅速对ZTF等巡天项目发现的天体进行后随观测并分类。此外,它也是测试新仪器技术的平台。
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60英寸望远镜(图片来源:Palomar Observatory官网)
口径40 英寸(1.0米)的宽视场红外暂现源探测器(WINTER)于2023年投入运行,它配备了6个2K×1K的红外传感器,观测波长范围在900~1700纳米,其视场约为1平方度,主要目标是搜寻ZTF无法发现的红外暂现源。
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宽视场红外探测器(中下)和海尔望远镜(右上)(图片来源:WINTER官网)
帕洛玛山天文台建成至今取得了很多重大天文学发现。它不仅发现过大量的超新星、小行星、彗星,还帮助天文学家们验证了许多天文学理论。比如:1993年,美国天文学家苏梅克夫妇和天文爱好者大卫·列维在这里发现了苏梅克-列维9号彗星,这颗彗星在1994年与木星相撞,这是人类第一次观测到天体撞击的现象;1963年,荷兰天文学家马丁·施密特和他的同事使用海尔望远镜发现了第一个类星体3C273;2001至2008年间,美国天文学家迈克·布朗及其团队使用塞缪尔·奥欣望远镜发现了许多体积较大的海外天体,导致国际天文学联合会重新思考行星的定义,并最终在2006年将冥王星重新分类为矮行星;1994年,印度裔美籍天文学家什里帕德·库尔卡尼等人使用帕洛玛山天文台60英寸望远镜发现了第一颗褐矮星Gliese 229B。除此之外,帕洛玛山天文台还取得了许多其他重要发现,由于篇幅所限,这里不再赘述,感兴趣的小伙伴可自行查找。
期待这座帕洛玛山上的明珠能继续在山巅之上熠熠生辉,为天文学带来更多的发现。
参考文献:
(1)舒锡莉主编,图说天文学,化学工业出版社,2020.7
(2)钮卫星著,天文学的历史,江苏人民出版社,2013.10
(3)About Palomar Observatory,PALOMAR OBSERVATORY,https://sites.astro.caltech.edu/palomar/about/
(4)The 200-inch(5.1-meter)Hale Telescope,PALOMAR OBSERVATORY, https://sites.astro.caltech.edu/palomar/about/telescopes/hale.html
(5)The 48-inch (1.2-meter) Samuel Oschin Telescope,PALOMAR OBSERVATORY,https://sites.astro.caltech.edu/palomar/about/telescopes/oschin.html
(6)The 60-inch (1.5-meter) Telescope,PALOMAR OBSERVATORY,https://sites.astro.caltech.edu/palomar/about/telescopes/60-inch.html
(7)向娥,卢晓猛,毛永娜,姜晓军.幸运成像技术在天文观测中的应用[J].天文学进展,2015(3):363-375.
(8)Palomar Observatory,wikipedia,https://en.m.wikipedia.org/wiki/Palomar_Observatory
(9)Samuel Oschin telescope,wikipedia,https://en.m.wikipedia.org/wiki/Samuel_Oschin_telescope
(10)WINTER官网,http://winter.caltech.edu/login
有关帕洛玛山天文台的更多疑问,欢迎大家在评论区留言,小星会为你一一解答哦~
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