天文圣地之旅：帕洛玛山天文台

作者│杜恋

审核│丁乙

编辑│赵经远

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。

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。

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。

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。

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。

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

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