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宇宙之天文台

 负鹏载舟 2014-06-27
(科普2013-06-09 08:29:44)

宇宙之天文台
银河映衬下的悉尼天文台

天文台(astronomical observatory)

天文观测和天文研究机构。拥有各种类型的天文望远镜和测量计算装置,用以观测天体,分析资料,并利用观测结果,编制各种星表和历书,进行授时工作;计算人造卫星轨道;进而揭示宇宙奥秘,探索自然规律。

天文台按分工特性、设备状况分为几种类型:①光学天文台:一般装备有光学望远镜,从事方位天文学或天体物理学方面的观测和研究工作。全世界现有光学天文台360多个。②射电天文台:射电望远镜在早期大多安装在光学天文台,由于射电望远镜对工作环境的要求与光学望远镜不同,不少国家已单独建立射电天文台。现在全世界的射电天文台大约有60多个。③空间天文台:大气外观测的优越性在于克服地球大气的障碍,有利于多波段(红外线、紫外线、X射线、γ射线)观测。美国先后发射了轨道太阳观测台 (OSO)卫星、轨道天文台(OAO)卫星和高能天文台 (HEAO)卫星等等。此外,苏联、西欧国家、日本还发射不少卫星,用以探测行星和行星际物质。④教学天文台:在十七世纪,英国牛津大学和剑桥大学分别建立了小型天文台。1839年美国哈佛大学建立天文台,开展了重要观测研究工作。至今,不少重要天文台仍由大学管理。⑤大众天文台:常附设在天文馆,一般装备有小型光学望远镜,供观众观测天象。

大约在公元前2600年埃及建立的天文台是现在已知的最古老的天文台。公元前2000年左右,巴比伦也建立了天文台。中国古代观测天象的地方叫作灵台。《诗经·大雅》说:“经始灵台,经之营之。庶民攻之,不日成之。”可见至少在二千五百年以前,中国已有天文台。古代天文台既是天文观测的基地,又是奉神占星的场所。

著名天文学家喜帕恰斯和托勒密使用仪器进行大量观测,但这并不表明他们有固定的观测基地。中世纪伊斯兰学者乌鲁伯格在中亚的撒马尔罕,德国的G.米勒在纽伦堡,丹麦的第谷在哥本哈根附近的汶岛,都建立自己的天文台。这些天文台是十五、十六世纪重要的天文台。1609年发明天文望远镜以后,在欧洲陆续建立了一些天文台。1667年法国建立巴黎天文台,1675年英国建立格林威治天文台。1888年美国利克天文台装备了口径91厘米的折射望远镜,1897年美国叶凯士天文台装备了口径 1米的折射望远镜。这些天文台当时主要从事天体测量和天体力学方面的研究工作。

随着天体物理学的迅速发展,不少天文台都建造大口径反射望远镜,并选择观测条件最佳的台址。1908年,美国在威尔逊山天文台建立世界上第一座太阳塔;1948年在帕洛马山天文台建成口径 5米的反射望远镜。1975年,苏联在高加索的泽连丘克斯卡亚的专门天体物理台建成口径 6米的反射望远镜。为了南天观测的需要和选择最佳天文宁静度,20世纪在智利澳大利亚、南非等国建立了一些天文台。近年,几个国家联合建立大型天文台的计划正在实现,西欧六国已在智利建立欧洲南天天文台。

1949年以前,中国只有南京紫金山天文台和几个观测站。现在,除紫金山天文台外,还有北京天文台、陕西天文台、云南天文台、台北市立天文台以及一些观测站。上海的佘山、徐家汇两观象台合并为上海天文台。几所大学也建立有教学天文台。北京天文馆附设有大众天文台。

宇宙之天文台

宇宙之天文台

宇宙之天文台
中国河南登封县告成镇的古天文台遗迹登封观星台,是世界上现存的最古的天文台之一。整个观星台相当于一个测量日影的圭表。高耸的城楼式建筑相当于一根竖在地面的杆子,称为“表”,台下有一个类似长堤的构造,相当于测量长度的尺子,称为“圭”,也叫做量天尺。城楼式建筑上有一个高9.46米的平台,上有两间小屋,一间放漏壶,一间放浑仪,两间屋子之间还有一根横梁。地上的量天尺长31.19米,位于正北方向。每天正午,太阳光照在横梁上的影子投射在量天尺上。通过测量一年当中影子长度的变化,可以确定1年的长度。中国另一古天文台北京古观象台是元代至元十六年(公元1279年)建立的司天台遗址。

显像视宁度(seeing)

又称视宁度,指望远镜显示图像的清晰度。它取决于大气湍流活动程度。肉眼所见星体的闪烁,一般认为是高层大气湍流引起。望远镜清晰度不佳往往是低层大气湍流所致。各层大气湍流使大气中产生密度不同的不稳定区域,使光线不能顺利地直接通过并保持强度不变。如果大气湍流使天体发出的光迅速而不规则地变换方向,那么,小型望远镜所显示的图像就会闪烁跳动。大型望远镜则扩大失真度,使图像更为弥散。

一般天文台都会选址在远离城市的山上,还有一些原因,如避开大气微尘散射城市灯光,较少烟雾等等。世界上一些著名的天文台都设在数千米的高山顶上。如夏威夷莫纳凯亚山,海拔4206米。

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