海尔与望远镜和天文台的故事

郭红锋

一、天文学家海尔

美国天文学家乔治·海尔（以下简称海尔）毕生从事太阳观测研究。1891年，海尔发明了太阳单色光照相仪，并用它拍到了史上第一张太阳单色像。19 08 年，海尔在威尔逊山太阳观测台主持建造第一座高达18米的太阳塔，首次发现太阳黑子周围有磁场，并且发现了太阳耀斑的存在。之后他又组织了首次世界性的太阳观测网，因此，海尔被称为“现代太阳观测天文学之父” 。

同一时期，海尔还参与创办了直到今日仍是国际天文届最著名的学术期刊：《天文学和天体物理学》及《天体物理学报》，并创立了“Astrophysics”（天体物理）这个新的天文学名词。他一生发表论文和文章400余篇，出版多部著作。这些工作已经可以使任何一个科学家引以为傲了，但是海尔更为人知的贡献是筹资建造了史上最知名的几个大型望远镜和相应的天文台。

著名的叶凯士天文台是他游说金融家叶凯士出资建造的。该台因安装了世界上最大的1.02米折射望远镜（1897年落成）而闻名至今。1895年至19 05年，海尔任叶凯士天文台首任台长。

1904年，海尔主持建成威尔逊山天文台并首任台长。1908年，在该台建造了1. 5米反射望远镜。他又游说商人胡克出资在威尔逊山天文台建立2.54米反射望远镜，1917年建成后命名为胡克望远镜，从此，该望远镜雄踞世界最大口径望远镜30年。著名天文学家沙普利和哈勃都用该望远镜取得了巨大成果，使人类能够估量到自己所在星系的大小和性质，估量出河外星系的本质和运动。

1928年，海尔又获得洛克菲勒基金会600万美元捐款，兴建帕洛马山天文台，并于1948年在帕洛马山天文台建成了当时最大口径的5.08米反射望远镜。它能拍摄23等的暗星，能探测距离我们远达几亿光年的暗弱星系。为了纪念海尔的不朽业绩，这架望远镜被命名为“海尔反射望远镜”（以下简称“海尔望远镜”）。

二、海尔望远镜

海尔望远镜的建造是当时天文届一项空前浩大的工程，为了减小主镜玻璃厚、导热慢而造成的形变，整个玻璃的背面被浇铸成蜂窝状，最后成型时反射镜口径5.08米，自重达13吨，整个望远镜的转动部分重481吨！然而这样一个庞然大物却能够被驱动而运转自如，成为世界著名的大型天文望远镜之一。

虽然1975年苏联建造了结构类似、口径6米的反射望远镜，但其解析力和观测效率等指标都没有发挥出来。因此，直到1993年，海尔望远镜的综合性能才被凯克望远镜（10米拼接镜面反射望远镜）超越。

三、海尔天文台

1969年，威尔逊山天文台和帕洛马山天文台合并时，统一改名为“海爾天文台”。1969年，在洛杉矶以东160千米处建成的大熊湖太阳观测站也归属到海尔天文台。20世纪70年代，美国科学机构把帕洛马山天文台、威尔逊山天文台、大熊湖太阳观测台和拉斯康帕纳斯天文台组成的一群天文台总称为“海尔天文台”。

威尔逊山天文台是1904年在海尔领导下建成的，位于洛杉矶市西北3 2千米处，海拔1742米。台内有1917年落成的2.54米反射望远镜，它对天文学的发展起了非常重大的作用。此外，台内还有口径为1.52米和1.01米的反射望远镜各一台，高度为18.3米和45.7米的太阳塔各一座。

帕洛马山天文台是1928年由洛克菲勒基金会捐款，并在海尔领导下筹建的，位于加利福尼亚州圣地亚哥东北80千米处，海拔1706米。台内安装的口径为5.08米的反射望远镜于1948年落成，在此后20多年中一直是世界上口径最大的望远镜。自1948年投入使用以来，一直是世界上最优秀的望远镜之一，对星系学、超新星、射电源以及红外天文学等方面的研究起到了极为重要的作用。该台还有物镜口径为1.86米、改正镜口径为1.22米的施密特望远镜和口径为1.52米的反射望远镜各一台。

著名的帕洛马天图就是帕洛马天文台和美国地理学会，于20世纪50年代用口径122厘米的施密特望远镜拍摄的北天蓝红双色深空照相天图。它包括935个天区的北天蓝、红和近红外3色深空照相星图，成为当时天文学文献中的基本工具和认证光学对应天体的权威性依据。

1993年3月24日晚，苏梅克夫妇及列维在帕洛马天文台用0.4 6米施密特望远镜观测研究近地天体时发现了苏梅克-列维九号（SL9）彗星，并计算出SL9彗星将于1994年7月撞击到木星上，引起了全球天文学界和公众极大的振奋。1994年7月16日至22日，已经被木星巨大的潮汐力撕成21个碎片的SL9彗星与木星迎头相撞，这是人类史上首次直接观测到的天体相撞事件。