反射望远镜的发展(三)望远镜的发展

约翰?赫歇尔对南方天空的观测威廉?赫歇尔的独子约翰?约翰·佛雷德里克·威廉·赫歇尔(1792 ~ 1871)出生于英国白金汉郡的斯劳。1807进入剑桥大学圣约翰学院,学习成绩优异。21岁,当选为皇家学会会员。他是英国天文学会理事会的创始人之一。

1816约翰?赫歇尔接替他78岁的父亲,承担了大量的观察工作。在父亲的指导下,他重新打磨了父亲6米长的反射式望远镜,使他有了一个理想的仪器,可以对父亲观察和研究的星云进行重新观察和重新排序。1834年初,他带着家人来到非洲好望角,希望将父亲巡天数星的工作拓展到南方天空。重新抛光的6米长反射望远镜安装在距离开普敦几英里的费尔豪森临时天文台。由于海风的影响,镜子过几天就会失去光泽,需要重新打磨。他预见到了这种情况,特意带了三面备用镜子,一面是他父亲擦的,一面是他自己擦的,一面是他父子擦的。他在那里工作了四年。好望角天文观测成果,历时九年编撰,于1847年出版。为了纪念约翰·赫歇尔对科学的贡献,他去世后,英国为他举行了国葬,将他安葬在牛顿墓附近的威斯敏斯特教堂。

赫歇尔家族的现代人已经成为过去,更大更好的望远镜将会不断出现。一位英国天文学家继承了反射望远镜的事业,决定在这方面超越赫歇尔。这是著名的厄尔·罗斯。

罗斯伯爵,出身名门却酷爱天文。

威廉?威廉·帕森思出生于英国的约克。英国和爱尔兰之间有着复杂的关系。1801年,英国正式吞并爱尔兰,给予爱尔兰100个帝国议会席位。爱尔兰直到20世纪中叶才成为一个独立的国家。这种历史渊源让很多名人很难简单地说自己是英国人或者爱尔兰人。威廉?帕森斯就是这种情况,他的家族在爱尔兰拥有领地。1822年毕业于牛津大学,进入议会12年。1841年,他的儿子攻击他的父亲,成为第三代代罗斯伯爵。后来天文学家一般称他为罗斯。爱尔兰在1845选举他为上议院议员。他是真正的贵族,很少有著名的天文学家出身于这样的贵族家庭。

罗斯最大的爱好是建造最大的望远镜。他花了五年时间研制出一种适用于制造镜子的铜锡合金。从1827开始,先后建成了直径38 cm和61 cm的反射望远镜,1840建成了直径91 cm的反射望远镜,几乎和赫歇尔最大的反射望远镜一样大。这些望远镜位于他自己的领地,这个领地叫比尔,差不多在爱尔兰的中部。

以海怪命名的巨型望远镜。

1842年,罗斯伯爵开始制作直径为184米的反射镜,是赫歇尔最大望远镜的2.25倍,足以让一个高大强壮的人伸展四肢躺在上面。做这么大的镜子很难,试了五次才成功。

他一边磨镜子,一边着手给镜子装上镜筒,镜筒长17米,直径2 4米,由厚木板制成。为了挡风,镜筒放在两堵高墙之间,每堵墙高17米,长22米,沿南北方向。这面镜子重3 6吨,不容易放进镜筒。直到1845年2月,巨型反射式望远镜才全部安装完毕,经过调试校准后正式投入使用。

罗斯的巨大反射望远镜通常被称为“利维坦”。《利维坦》原来是圣经?《旧约》中描述的海怪,见《约伯记》第41章。利维坦在英语中常用来指那些巨人。

M51和M1的草图是重大发现。

为了与赫歇尔进行比较,罗斯观察了赫歇尔研究过的各种星云。他发现梅西耶星表中的M51看起来像一个旋涡,使人们认识了第一个“旋涡星云”1845。1848年,罗斯发现梅西耶星表中排名第一的天体M1贯穿了许多不规则的明亮细线。他觉得它看起来像一只螃蟹,于是就把它叫做“蟹状星云”,这个名字一直沿用至今。未来的事实证明,这两个发现都具有重大意义。

罗斯伯爵探险的重要成果。

起初,“比厄堡海怪”似乎给天文学带来了一场革命。然而在随后的几年里,却未能继续创造奇迹。从技术角度来说,这台仪器是一台优秀的仪器。但由于位于爱尔兰中部的比尔气候恶劣,望远镜操作不便,无法在东西方向上远离子午线看,实际使用起来非常麻烦。罗斯感兴趣的那些特殊天体,只有在接近子午线的时候,才能被“比厄堡海怪”看到。为了观测一秒钟,你要等待24小时,连续两次宁静度良好的观测机会几乎没有出现过。

罗斯和其他天文学家继续定期使用“比厄堡海怪”大约60年。罗斯去世41年后,它变得摇摇欲坠,危险重重,最终被移除。这面直径为1914米的镜子被送往伦敦国家科学与工业博物馆展出。

罗斯伯爵在他的冒险中取得了三个重要的成就。首先,他证明了建造大型望远镜是可行的。与赫歇尔不同,罗斯发表了他制作镜子的方法,其他人可以将其作为指南和持续改进的基础。其次,罗斯对抗天气的惨痛失败清楚地表明,如果气象条件不匹配,望远镜再好也没用。天文学家不仅开始考虑望远镜的构造,还开始考虑安装的位置。最后,虽然可以建造一个巨大的望远镜,但如果你不能找到一种方法让它自由工作并指向天空的任何一部分,它就不能很好地使用。于是有两位英国天文学家沿着这个思路,对反射式望远镜进行了改进。