望远镜知识贴(第9页以后)

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目前正在建造中的大型望远镜

望远镜的结构:A模式',平台设计

Support Spacing: 2 "C'' rings on 10 meter centers

支撑间距:2的"C'环10米中心

Pier Diameter: 13 meters for azimuth track

墩直径:13米的方位追踪

Telescope Height: ~ 25 meters at elevation axis (30 m above bedrock)

望远镜身高:~25米高程轴线(30米以上基岩)

Building Height: ~ 40 meters at roofline

建筑高度:40~米roofline

Support of Telescope: hydrostatic pads

支持望远镜:静水港口

Drive Mechanism: gear and pinion

传动:齿轮及齿轮

Telescope and Drive Stiffness Goal: locked rotor frequency > 8 Hz

望远镜和传动刚度目标:锁定转子频率">8赫兹

Vibration Specification: < 0.025 m amplitude above 8 Hz

振动规格:"0.025米以上振幅8赫兹

Encoders: strip type

编码:狭长型

Telescope Moment of Inertia: approximately 1.0*107 Kg m2 (both axes)

望远镜惯性矩:约1.0*公斤,107平方米(两轴)

Telescope Mass: approximately 580 metric tons

望远镜质量:约580吨

Maximum Angular Speed: 1.5 degrees/second

最高转速:1.5度/秒

Maximum Angular Acceleration: 0.3 degrees/second2

最高加速度:0.3degrees/second2

Error Budget: telescope and optics to match r0 = 45 cm atmosphere

误差:望远镜及光学匹配滤=45厘米气氛

Implied Image Size from Telescope = 0.22 arcsecond FWHM

隐含图像尺寸从望远镜=0.22秒宽

Short Term Tracking Specification: 0.03 arcsecond rms motion (5 seconds)

短期跟踪规格:0.03秒有效值议案(5秒)

Whole Sky Pointing Specification: 0.3 arcsecond rms

整个天空指着规格:0.3秒有效值

Wind Speed for Pointing and Tracking Specs: 24 km/hr

风速瞄准和跟踪规格:24公里/小时

Maximum Operating Wind Speed: 80 km/hr

最高运行风速:80公里/小时

Survival Wind Speed (closed): 225 km/hr

生存风速(公开):225公里/小时

Primary Mirror Aluminizing: on-board the telescope

主镜面镀铝:星上的望远镜

[ 本帖最后由 schiff 于 2007-9-10 15:40 编辑 ]

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美国天文村(转贴)


在美国亚利桑纳州南部有一个特意为天文爱好者建设的社区——亚利桑纳州观星村(Arizona Sky Village)这个社区坐落在奇里卡瓦山脚下，占地450英亩(180公顷)，在过去的5年中，这里吸引了来自英国、韩国、俄罗斯，以及美国最偏远地区的人。那些被命名为观天干道、南银河路和星光小径的斜坡上的支路延伸到这个天文学爱好者的社区。这里的每个人都拥有4英亩(1.6公顷)的“领地”。

　　现在，一些刚来到这里的天文爱好者正在划定土地，建造住宅，但是在豆科灌木丛中间已经有很多房屋，它们中的大部分拥有一或两个装备有强大的反射望远镜的天文台。68岁的阿尔高兹是居住在观星村的天文学家之一，虽然他知道自己居住在美国最偏远的地方，但是并没感到孤单，他说：“我曾想，退休时我自己要找一个与世隔绝的地方观测星星。后来意识到那种生活并不是我想要的。这个社区到处都是与我志趣相投的人。”

　　美国有100多万业余天文学家，该国为他们提供了几个专门村落，其中包括佐治亚州的迪里克天文村和佛罗里达附近的切夫兰德天文村。这些社区都位于偏远地区，远离灯火通明的大都市，避免了强光对观测夜空产生干扰。这里的居民要遵守的规则是，为了确保最佳的观测环境，他们从黄昏到黎明不准在任何地方利用明亮的灯光。亚利桑那州观星村拥有稳定的天气条件、干燥的空气和孤立的地理位置，为天文学家提供了最理想的观测场所，他们甚至能清除的看到由星云组成的漩涡状的气体云团，和遥远的螺旋状星系等微弱的天体。

　　业余天文学家、天文社区的创始人吉恩·特纳说：“这里的天空是墨黑色，绝对的黑色，它是该国天空最黑暗的地方。在这里，银河看起来非常明亮，并呈现三维立体感。你在别处也有机会看到银河，但是这里的景观最罕见。特纳为了寻找最黑暗的天空，夜间在这片沙漠四处游荡，最后终于找到了理想地点。然后他和他的生意伙伴杰克·牛顿开始铺路、架设电线和快速的网络连接。这些住宅的买主包括该国和世界各地的天文学家，他们操作技术先进的天文望远镜，从不同时区观测繁星点点的夜空。加利福尼亚的软件工程师大卫·丘吉尔说：“上周，我坐在澳大利亚一家旅馆的房间内，观测亚利桑南州的夜空。我可以在世界的任何地方做这些。”为了有助于远距离观测，他在亚利桑纳州配备了电脑的天文台上安装了环球网中央地址存储器和云团传感器。

　　这里的一些村民是狂热的业余天文爱好者，他们不知疲倦地寻找经常被专业人士忽略的小行星和超新星等天体。他们中的大部分人对天文学已经达到痴迷程度，整夜整夜地在黯淡的红色灯光下，伴着贝多芬交响乐或周围的吉他乐曲，利用装备精良的天文台观测夜空，沉迷在幸福的世界里。退休的工程师里克·贝诺来自加利福尼亚。以前，他为了在特定夜晚拍到繁星照片，带着便携式望远镜，经过长途跋涉来到偏远的地方。现在，他拥有的双层天文台能让他在一年四季不间断的拍照。他谈起自己拍到的那些随季节从这片沙漠地平线掠过的星群和行星照片时说：“天空上的星群经常循环呈现，因此我没必要在一夜间拍到所有照片。如果错过一些，我只需等到来年就能再次看到它们。”

　　天文社区的快速发展证明它们非常受欢迎，特纳说，他们的85块地都已经销售一空。现在亚利桑纳州的小块土地已经全部售出，去年，该地超过内华达州，成为美国发展最快的地区。但是，虽然人们的需求量非常大，他对进一步在这个偏远地区发展非常谨慎，这个地方也受到远足者和鸟类观察者的喜爱。特纳说：“我们正在考虑进一步发展问题，但是我们对人口过剩非常敏感。这个过程不会因为用太长时间而让一些人错过观测机会，但是我们希望能在这里保持一片净土。”

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常见的镀膜术语和镀膜形式

    由于镀膜技术发展迅速，本人了解的有限，所以仅仅对日常中的一些镀膜说说，而且这些镀膜是本人比较了解的。这些内容都是比较通用的，如果各家自己叫的，因为本人不可能对各家的都了解，如果是本人不了解的，就不叙述了。

    我们拿起一个光学产品，上面往往有些标示，把产品规格写出来。但是对于望远镜和摄影镜头来说，往往还有其他的一些东西，常见的是对镀膜的说明，比如：COATING，FULLY COATING，MULIT-COATING，FULLY MULIT-COATING等。

    下面我就一一为大家说明一下。
COATING：这个标示的意思是，本产品内包含镀膜镜片。我个人的看法：这个产品不要购买，因为，这个产品十有八九只是前后2个表面镀膜了。这样做的目的是降低成本。如果它所有表面镀膜了，一般不会这样标示的，而是采用下面要说的标示。

FULLY COATING（缩写FC）：这个标示的意思是，本产品所有和空气接触的表面都镀膜了。但是，这个镀膜正常情况下一般是单层膜。因为只要有一个面是多层膜，它就不会这样标示，而是采用下面的标示。

MULIT-COATING（缩写MC）：这个标示的意思是，本产品至少有一个和空气接触面是多层镀膜。通常有这个标示的，如果表面没有多层镀膜，一般都会镀单层膜的，因为既然镀了一个多层，成本的考虑上，没必要再节约其他的单层镀膜了。

FULLY MULIT-COATING（缩写FMC）：这个表示的意思是，本产品所有和空气接触的面都有多层镀膜。

从上面的叙述中，我们提取几个关键词：和空气接触的面，镀膜，多层镀膜。下面逐一解释。

和空气接触的面：通常使用的光学产品都是在空气中，镜片之间也是空气，所以我特别提到和空气接触的面。与之相对应的就当然有一个：不和空气接触的面。不和空气接触的面，在通常使用中，就只有胶合镜片的胶合面。这个面在惯例上，是不需要镀膜的。当然，也有些厂家出于某些考虑，也镀，但是一般是镀单层的。我曾经加工过一个镜片，据说是给松下公司的，就有一个胶合面要镀单层的AL2O3。


镀膜：指在镜片表面通过某些方法，沉积若干化学物质。镀膜本身是一个很广泛的概念，它本身就包含了多层镀膜，但是在日常使用中，我们通常说的是单层镀膜，而且因为生产上单层镀膜一般用的是氟化镁，所以没有特别说明，镀膜一般是指单层的氟化镁。

多层镀膜：指在镜片表面通过某些方法，沉积2层或以上的不同化学物质。我们日常中使用了很多多层镀膜，比如数码相机中的红外截止滤镜，就是镀了30层以上的膜。但是日常中说的多层镀膜，一般是指多层减反膜。
多层减反膜的一些曲线，可以参考以前发表的文章。
http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-64229-1-1.html
这里需要说一下，如果多层镀膜控制不好的话，镜片的反射率可能比单层膜还差。


再说说蓝膜，红膜，绿膜，宽带膜等。
蓝膜：蓝膜一般是单层的，镀膜的时候，中心波长控制在570左右，整个玻璃就呈现蓝色。反射曲线如下：


红膜：红膜倒是不折不扣的多层膜，因为我实在用一层镀不出来，但是红膜在天文中被人骂的狗血淋头，也是有原因的。因为红膜实在反射了太多的光线了。而且在实际使用中有偏色。我们先看一个比较好的红膜。

其实很简单，就是把红色光线反射出来了。不过，我想一般地摊上的红膜不会有上面的曲线的，上面的曲线实际是红外截止膜的前半段，使用了30多层。但是实际的红膜我没见过曲线，所以不好说。但是看到红膜亮晶晶的，可以看出，不会是好镀膜。

绿膜：多层绿膜现在比较流行，原因是多方面的。第一：一般的绿膜确实是真正的减反膜，对光线的透过率还是可以的，第二：厂家控制起来容易些，因为人眼对绿色比较敏感，当厂家镀膜发生漂移时，实际效果看起来差别不大。
下面是一个多层绿膜，用了4层

可以看到，在550NM左右，有一个反射峰，我们看到的绿色主要是那里呈现出来的。

宽带膜；宽带膜其实是一个非常模糊的概念。到底多宽叫宽带？反射率在多少以下才算？可见光一般是按400~700NM算的，整个可见光也就300NM，多宽算宽带呢？按一般望远镜厂的指标，带宽200NM之内，反射率1%以下，就算宽带了。如果带宽到250NM，反射率1%以下，可以算超宽带。

上面我们默认宽带膜是减反膜，其实宽带膜也可以是高反膜。不过，我们还是按约定俗成的说法。

同时，按一般的镀膜设计和控制水平，如果带宽做到200NM，反射率1%以下，一般4~5层可以搞定。如果做到250NM，没有个6~7层是搞不定的。

下面是一个超宽带的镀膜，用了6层，虽然理论上达到了300NM，但是实际控制中，能做到260NM就可以了。



估计有人已经看到了，上面一直讨论的镀膜，其实是单个镜片表面的镀膜。而实际使用中，不可能只有一个面的，整个望远镜或镜头有很多个表面组成的。这样，我们就要谈谈镜头里大家经常提到的T*(ZEISS)，HFT(ROLLEI)和SMC(PENTAX)了。
从我掌握的资料来看，T*和HFT的功能类似，都是针对色彩还原而特别设计的，而且它考虑的是整个镜头的透过率。色彩还原在国际上有一个专门的CCI指数进行标定的。具体CCI指数如何计算出来的，我们可以不考虑，先了解一下什么是CCI指数。

彩色贡献指数(Color Contribution Index)
彩色贡献指数(CCI)是评价镜头彩色平衡特性的重要指标，通常以摄影镜头对彩色胶片感红层(R)、感绿层(G)、感蓝层(B) [RGB三原色] 的各层的相对贡献率来表示。ISO-CCI值是摄影镜头色贡献指数的国际标准, 其含义是摄影镜头光谱透过率分布(从370nm～680nm)满足感光载体(彩色胶卷)的光谱感光需求,能按绝大多数人的喜好再现被摄物的色彩。要保证这一点,并不是要求在可见光区(370nm～680nm)的光谱范围内透过率一致。而是分为三个波段(即蓝光、绿光和红光),它们有不同的透过率要求。

根据ISO 6728-1983的规定：色彩平衡的摄影镜头的标准彩色贡献指数各分量B/G/R分别为0/5/4。允许误差标准是：-4~+3/3~5/2~5。

彩色贡献指数的方法将镜头的色彩还原特性数值化，从而具有表示简单明了的特点，也便于用来比较。

从上面可以看出，镜头不是对所有光线一样的透过率是最好的，考虑到接收器，需要不同的透过率。而整个镜头除了镀膜外，还有镜片对光线的吸收不一样，这样，就需要将整个镜头一起考虑。T*和HFT并不是单个表面的镀膜指标，而是整个镜头一起考虑的，也许某个面的曲线不是很漂亮，但是，为了整个镜头的CCI，它可能需要牺牲了。同样道理，就算每个面的曲线都非常漂亮，最后整体的CCI指数也许出问题了。这样的情况，本人就碰到过，当时是给某日本公司的相机提供镜头，在检测后发现CCI指数出问题了，拍出来的图片偏蓝，最后解决方法是，将某个面的曲线故意做出问题，最后CCI指数检测顺利通过。

还有PENTAX的SMC镀膜，从公开的资料看，其核心似乎是：7层镀膜，0.2%反射率，这个和T*和HFT就不是一样了，做0.2%的反射率不是很难的，说白了，SMC也就是一个比较好的减反膜。

上面的说法主要用在望远镜里，但是还是要注意，望远镜里的棱镜，正常情况下是不镀膜的。有的高档望远镜里的棱镜镀过膜，但是是什么镀膜，就难说了。我以前见过CANON外发的棱镜，全表面镀单层减反膜。另外，最近在望远镜业内出现了“相位膜”，也是镀在棱镜上的，据称可以提高透过率2%。

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观测彗星用望远镜选购指南

观测亮彗星应选用口径和相对口径(即口径与焦距的比值)尽量大的望远镜.有条件的读者可选择口径80-150MM, 相对口径1/6左右的折射望远镜或口径100MM以上,相对口径大于1/6的反射望远镜. 配以中,低倍率目镜(每毫米口径放大0.14-0.30倍), 可以观测到彗星的一些暗淡的细节. 这类望远镜还是观测星云,星团和星系等深空天体的得力工具. 对于较暗, 视面积较小的彗星, 大相对口径, 低倍率的望远镜并没有太多的优势, 这时使用焦距长一些, 放大率较高的望远镜也能得到满意的结果. 这类望远镜还适合观测恒星,行星等天体, 而且价格也比较便宜. 对于观测象今年3, 4月间的百武彗星和明年3月至4月时的海耳-波普彗星这样的超级亮彗星,由于它们的视面积很大(彗尾可长达100度),亮度很亮(0等), 这时使用任何望远镜都没有直接用肉眼观测更壮丽. 所以建议读者根据自己的爱好, 观测地的情况, 经济条件选择适合自己的望远镜.
　   对于上面提到的大相对口径的天文望远镜, 目前在国内市场上还不多见, 南京天文仪器厂(现称南京天仪中心)在1985-86年哈雷彗星回归期间生产过一种口径120MM, 焦距1000MM, 放大率40倍的折射寻彗镜, 目前在一些中学和少年宫可能还能找到这种望远镜.
       在国外市场上大相对口径的望远镜比较常见, 选择的余地也较大, 大相对口径的折射镜的物镜中多采用了超低色散镜片(ED或FLUORITE), 有效的控制了色差. 笔者曾试用过多种牌号的这类折射镜,感觉像质非常好, 无论低倍率, 还是每毫米放大3倍的高倍率都很令人满意,但它们的缺点是价格昂贵,一只口径100MM,焦距600MM的镜筒便宜的也要1500美元. 还有一些公司出售大相对口径的牛顿式和牛顿- 卡塞格林式的望远镜, 价格相对便宜一些.
       双筒望远镜也是一类大相对口径, 低倍率的望远镜, 而且与天文望远镜相比, 价格便宜, 在国内市场上也容易买到. 双筒望远镜一直被国内外的天文爱好者当作观测彗星的主要仪器, 使用7X50或10X50的双筒镜可以很容易的观测到7等的彗星, 口径大于100MM的双筒镜更是被当作寻找新彗星的得力武器.目前我国已成为了双筒镜的生产大国, 年产量已占全世界的1/4以上, 主要产品是口径50MM以下的普及型双筒镜. 观测亮彗星可选国产7X50或10X50的, 塑料镜身, 中心调焦的50MM双筒镜售价在200-400元之间, 有的厂家还生产金属镜身的全密封型双筒镜, 价格要贵一倍,而且较重, 对一般的爱好者来说买它们并不合算. 另外市场上还常见价格在1000-2000元之间的进口双筒镜, 我购买和试用过多种, 感觉性能价格比要大大低于普通的国产双筒镜. 前苏联和俄罗斯生产的双筒镜在国内市场上也很多, 它们的镜身编号的前两位一般表示生产年份, 94年前的产品质量较好, 但95年后的产品质量很不稳定, 我曾经有过连挑20余台俄罗斯制的10X50双筒镜但无一满意的经历. 总之希望读者不要盲目迷信洋货,经济宽裕的读者可选购下面几种真正的高级双筒镜: NIKON 7X50SP (US$ 700), FUJINON 7X50FMT-SX (US$600), CARL ZEISS 7X50B (US 1100). 国产的口径?
     现在市场上最常见的一类天文望远镜是口径50-60MM, 相对口径1/10-1/15的简易折射望远镜, 多为铝制或塑料镜筒, 金属或木制三角架. 在大的百货商店, 照相器材店, 甚至眼镜店都有出售, 价格在千元以内. 我购买过一台昆明市光学仪器厂生产的大观牌F800型的, 口径60MM, 焦距800MM, 双分离消色差物镜, 有增透膜, 但膜层厚度控制不佳, 实际上没什么增透效果, 目镜则没有镀膜. 我感觉这台望远镜的光学质量是可以接受的, 不能接受的是金属支架的质量太差, 找星, 调焦都很困难现在有的厂家已对支架的云台作了一些改进, 使望远镜的稳定度有所提高. 这些望远镜出厂时都配有3-4个可交换目镜, 一般外径均为0.965英寸(24.5MM), 这是日本的目镜标准接口, 这种接口在日本及老式德国望远镜上多见, 现在大多数望远镜采用的是1.25英寸的接口, 有些低倍目镜和广角目镜甚至已经开始使用2.0英寸 (50.8MM)外径的目镜了. 使用这些简易望远镜时还要注意选取合适的放大率,观测彗星应使用厂家提供的最低倍率(我的大观F800最低倍率是40X, 仍然太高), 即使 是观测恒星, 放大率也不应超过每毫米20倍.
       现在北京市场上还有多种俄罗斯生产的马克苏托夫--卡塞格林式折反射望远镜头,是专供泽尼特(ZENIT)系列相机使用的, 有1000MM, F/10 (第一个数是焦距, 后面的是光圈, 即焦距/口径), 500MM, F/5.6, 500MM, F/8, 和300MM, F/4.5等多种,价格在800-1500元之间. 由于这类镜头都是M42X1的螺纹接口, 所以自己很容易加工一个目镜转接口. 镜头上还有三角架接口, 可以接在普通的照相机三角架上, 再配上合适的目镜, 便成了一个物美价廉的望远镜了. 有条件的读者可以选择标准的望远镜目镜, 如找不到望远镜目镜, 可以到商店去买显微镜目镜, 常见的有5X, 7X,10X, 15X等, 它们的焦距等于250MM除以放大率, 如5X的目镜焦距为50MM. 普通的显微镜目镜多是二片二组的惠更斯式的, 视场较小, 色差明显, 但焦距齐全, 价格便宜, 又容易买到. 我曾使用过1000MM,F/10和500MM,F/5.6两种镜头, 配上40MM,28MM, 18MM和13MM的PLOSSL式目镜, 效果非常好, 尤其是500MM, F/5.6的镜头, 口径约90MM, 加上40MM的目镜放大12.5倍, 视场3.5度, 很适合彗星观测。

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天文望远镜排行榜（转贴仅供参考）

发表者： 吉田 弘
发表时间： 2007年1月1日
评测条件： 高倍率观测行星时
评测对象： 基本上是运到发表者家，由发表者实际观测过的镜种
评测基准镜： TOA-150,ALTER-7N,TOA-130,μ-180,TSA-102
注： 折射和反射的对比仅供参考。

(101点) Takahashi μ-300
(96点) ASTRO-PHYSICS 160EDF
(96点) Zeiss APQ150
(96点) Takahashi TOA-150
(95点) Takahashiμ-250
(93点) ASTRO-PHYSICS 155EDFS
(93点) TMB152mm/F8
(90点) INTES-MICRO ALTER A-608
(90点) ZEN250
(88点) C-11
(88点) Takahashi FS-152
(88点）INTES-MICRO ALTER-7N
(86点）AOK K150/3000ゼロデュア仕様
(86点）Orion 250cmF6.3
(85点）Takahashi TOA-130F
(84点）Zeiss APQ130
(83点) TEC-140
(83点) ASTOROSIB 250RC
(82点) Zeiss MENISCAS180
(80点) Vixen VMC260L
(77点）Takahashiμ-210
(75点）INTES-MICRO ALTER-607
(75点）INTES MN-61
(74点）Takahashiμ-180
(73点）INTES-MICRO ALTER-7
(72点）Takahashi FS-128
(72点）Takahashi CN212
(72点）TV NP127
(70点）PENTAX 125SDP
(70点）Takahashi FS-102ツインEMS
(70点）CELESTRON C8
(68点）BORG150ED
(67点）Orion OMC-140
(67点）Zeiss APQ100/1000
(66点）William Optics10cmF8
(65点) TV NP101
(65点）Takahashi TSA-102
(65点) Vixen FL102
(65点）NIKON 10cmED
(65点）William Optics FLT110
(64点）Zeiss APQ100/640
(64点) TV TV101
(63点）Takahashi FSQ-106
(62点) TV TV102
(62点）Takahashi FS-102
(62点）PENTAX 105SD
(60点) TV SDF
(60点）PENTAX 105SDP
(60点）SCHWARZ150(F8)
(60点）Vixen VMC200
(58点) Takahashi Sky90

50点以下的发表者特别注明不具参考意义，只当有那么个说法。
FL90(60点）
ED130SS(60点）
SCHWARZ150(F8)　（60点）
VMC200（60点）
Sky90　（58点)
FL80S（57点）
FS78(56点）
FC76(56点）
BORG100ED(55点）
105SDHF(55点）
C5（55点）
KOWA　HIGHLANDER　PROMINAR（55点）
PENTAX　75SDHF(53点）
105EDHF(50点）
SCHWARZ150S(F5)（50点）
BORG76ED（48点）
FUJINON　ED15cm（48点）
BORG76アクロ（47点）
MIYAUCHI　BJ-100iBF(45点）
MIYAUCHI　BJ-100（43点）
MIYAUCHI　旧BR-GALAXY144(40点）
VIXEN 20×125（40点）
MIYAUCHI Bs-60iC（38点）

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世界著名天文台与大型天文望远镜


1．美国威尔逊山天文台
　　1.5米反射望远镜　　完成年代：1908年
　　历史意义：验证大型反射光学望远镜在天文观测研究的实用价值。
　　2.5米反射望远镜　　完成年代：1917年
　　历史意义：确认了宇宙的基本结构概念，得到膨胀理论的证据。

2．美国帕罗玛山天文台
　　  海尔望远镜：5米反射望远镜　　完成年代：1949年
　　历史意义：深入探测宇宙，成功的摄影到非常暗弱的星系和遥远的天体，验证宇宙论的学说，为新型望远镜提供光学及工程技术上的模范。

3．英澳天文台
　　3.9米望远镜        完成年代：1975年.
　　历史意义：红外线光学观测技术独树一帜，另外该台的Dr.David  Malin在科学普及的天摄影上获得全球的肯定。
　　
4．基特峰与赛拉托洛洛天文台
　　4米望远镜完成年代：1974年
　　 历史意义：运用成本与投资报酬率的经济观念，在南北半球
　　 3.9米反射镜英国天文学界并未参与欧南台，但在澳洲、南非合作了多次天文仪器的建设计划
　　UKST英国1.5米施密特望远镜是世界第一具消色差双片胶合C.P的大型施密特镜
　　Dr.David Malin成功地使用暗房技术显露了许多本来不为人知的星象细节，展示了宇宙之美，为现代天文学做了许多“公关”工作，欧美各国的天文科学节目都可看见他的作品
　　观测站中，使用相同设计的望远镜，用以节省制造工期与经费。另有国家力量引入天文学研究的领域，使天文学的成就，成为国力的表现。

5．CFHTY
　　3.6米望远镜（加拿大、法国、美国合作）
　　完成年代：1979年
　　历史意义：安装在夏威夷海拔4200米的玛纳基亚山上，在绝佳的视相度下成为世界解像力最佳的天文望远镜，因此被称为地面上的太空望远镜。

6．苏俄特殊物理天文台
　　6米望远镜5^
　　完成年代：1976年
　　历史意义：全世界首先使用电脑操控经纬仪式的大型天文望远镜。特殊的水平式焦点光学设计,为未来超大型、新式天文望远镜的先驱。　　
7．卡拉阿托天文台
　　3.5米反射望远镜（西班牙、德国合作）
　　完成年代：1985年
　　历史意义：赤道仪式架台的最后代表望远镜。精密的光学设计及模组化的更换侦测仪器概念及资料汇流排的使用，开启数位化自动控制天文台的潮流。
　 前苏联特殊物理天文台的6米反射镜在完成时的70年代，超越西方一个世代地使用了经纬仪架台与水平式焦点的设计，树立了天文仪器发展史上的新里程碑。
　　
8．美国WIYN天文台
　　3.5米反射望远镜（威斯康辛、印地安纳、耶鲁、国家光学天文台）
　　完成年代：1994年
　　历史意义：全电脑即时操控的镜片支持系统，是美国第一个全新概念的、新技术望远镜。
　
9．欧洲南方天文台（ESO）
　　3.5米新技术望远镜NTT（法国、意大利、德国、荷兰、瑞典、瑞士、比利时、丹麦合作）
　　完成年代：1989年
　　历史意义：电脑控制的影像分析系统，使望远镜光学系统随时处于最佳状态，并为将来的16米VLT望远镜作技术可行性的验证。

10．NOT
　　2.5米北欧光学望远镜（瑞典、丹麦、挪威、芬兰合作）
　　完成年代：1989年N
　　历史意义：首创环境控制概念的天文台设计，使望远镜清晰度大为增加，创下世界最小口径能看到冥王星卫星及重力透镜现象的爱因斯坦十架星象。

11．WHT
　　4.2米望远镜（西班牙、英国合作）
　　完成年代：1990年
　　历史意义：当年排名世界第三的“超巨炮”，使欧洲天文学一跃为与美国并驾齐驱之势。
　
12．美国
　　哈伯太空2.4米口径望远镜　　完成年代：1990年
　　历史意义：超世代的望远镜概念，为21世纪太空天文学观测的开路先锋，其高昂的造价及多灾多难的仪器问题（如散光镜片），亦列入了世界金氏笑话纪录。

13．凯克望远镜
　　完成年代：1992年
　　历史意义：10米直径望远镜，以36块多角形镜片组合成的新世代望远镜，虽然仪器性能仍不尽理想，但未来可望突破。目前正以凯克I号与II号两具同型望远镜，试验光学干涉仪的技术。

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哈勃太空望远镜


哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，缩写为HST），是以天文学家哈勃为名，在轨道上环绕著地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。

从他于1946年的原始构想开始，直到发射为止，建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后，立即发现主镜有球面像差，严重的降低了望远镜的观测能力。幸好在1993年的维修任务之后，望远镜恢复了计划中的品质，并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由NASA和ESO合作共同管理。

哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功，维持稳定的几个陀螺仪已经损坏，目前（2007年），连备用的也已经耗尽，而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修，在2007年1月30日，主要的先进巡天照相机（ACS）也停止工作，在执行人工维修之前，只有超紫外线的频道能够使用。另一方面，如果没有再提升来增加轨道高度，阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后，由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所，因而NASA认为以载人太空任务去维修哈柏望远镜是不合情理的危险任务。NASA在从新检讨之后，执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈柏维修任务，任务的时间安排在2008年9月11日，基于安全上的考量，届时将会让发现号在LC-39B发射台上待命，以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈柏，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈柏的功能。

一、观念、设计和指标

1、企划和前置作业

哈勃空间望远镜的历史可以追溯至1946年天文学家 莱曼•斯必泽所提出的论文：《在地球之外的天文观测优势》。在文中，他指出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先，角分辨率（物体能被清楚分辨的最小分离角度）的极限将指受限于绕射，而不是由造成星光闪烁、动荡不安的大气所造成的视象度。在当时，以地面为基地的望远镜解析力只有0.5-1.0弧秒，相较下，只要口径2.5公尺的望远镜就能达到理论上绕射的极限值0.1弧秒。其次，在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。

斯必泽以太空望远镜为事业，致力于太空望远镜的推展。在1962年，美国国家科学院在一份报告中推荐太空望远镜做为发展太空计划的一部分，在1965年，斯必泽被任命为一个科学委员会的主任委员，该委员会的目的就是建造一架太空望远镜。

在第二次世界大战时，科学家利用发展火箭技术的同时，曾经小规模的尝试过以太空为基地的天文学。在1946年，首度观察到了太阳的紫外线光谱。英国在1962年发射了太阳望远镜放置在轨道上，做为亚利安太空计划的一部分。1966年NASA进行了第一个轨道天文台（OAO）任务，但第一个OAO的电池在三天后就失效，中止了这项任务了。第二个OAO在1968至1972年对恒星和星系进行了紫外线的观测，比原先的计划多工作了一年的时间。

轨道天文台任务展示了以太空为基地的天文台在天文学上扮演的重要角色，因此在1968年NASA确定了在太空中建造直径3公尺反射望远镜的计划，当时暂时的名称是大型轨道望远镜或大型太空望远镜（LST），预计在1979年发射。这个计划强调须要有人进入太空进行维护，才能确保这个所费不贷的计划能够延续够长的工作时间；并且同步发展可以重复使用的航天飞机技术，才能使前项计划成为可行的计划。

2、对资金的需求

轨道天文台计划的成功，鼓舞了越来越强的公众与论支持大型太空望远镜应该是天文学领域内重要的目标。在1970年NASA设立了两个委员会，一个规划太空望远镜的工程，另一个研究太空望远镜任务的科学目标。在这之后，NASA下一个需要排除的障碍就是资金的问题，因为这比任何一个地面上的天文台所耗费的资金都要庞大许多倍。美国的国会对太空望远镜的预算需求提出了许多的质疑，为了与裁军所需要的预算对抗，当时就详细的列出了望远镜的硬件需求以及后续发展所需要的仪器。在1974年，在裁减政府开支的鼓动下，杰拉尔德福特剔除了所有进行太空望远镜的预算。

为响应此，天文学家协调了全国性的游说努力。许多天文学家亲自前往拜会众议员和参议员，并且进行了大规模的信件和文字宣传。国家科学院出版的报告也强调太空望远镜的重要性，最后参议院决议恢复原先被国会删除的一半预算。

资金的缩减导致目标项目的减少，镜子的口径也由3公尺缩为2.4公尺，以降低成本和更有效与紧密的配置望远镜的硬件。原先计划做为先期测试，放置在卫星上的1.5公尺太空望远镜也被取消了，对预算表示关切的欧洲太空总署也成为共同合作的伙伴。欧洲太空总署同意提供经费和一些望远镜上需要的仪器，像是做为动力来源的太阳能电池，回馈的视欧洲的天文学家可以使用不少于15%的望远镜观测时间。在1978年，美国国会拨付了36,000,000C元美金，让大型太空望远镜开始设计，并计划在1983年发射升空。在1980年初，望远镜被命为哈柏，以纪念在20世纪初期发现宇宙膨胀的天文学家艾德温•哈柏。

3、结构和工程

太空望远镜的计划一经批准，计划就被分割成许多子计划分送各机关执行。 马歇尔太空飞行中心（MSFC）负责设计、发展和建造望远镜，金石太空飞行中心（GSFC）负责科学仪器的整体控制和地面的任务控制中心。马歇尔太空飞行中心委托珀金埃尔默设计和制造太空望远镜的光学组件，还有精密定位传感器（FGS），洛克希德被委托建造安装望远镜的宇宙飞船。

4、光学望远镜的组合（OTA）

望远镜的镜子和光学系统是最关键的部分，因此在设计上有很严格的规范。一般的望远镜，镜子在抛光之后的准确性大约是可见光波长的十分之一，但是因为太空望远镜观测的范围是从紫外线到近红外线，所以需要比以前的望远镜更高十倍的解析力，它的镜子在抛光后的准确性达到可见光波长的廿分之一，也就是大约30 奈米。

珀金埃尔默刻意使用极端复杂的计算机控制抛光机研磨镜子，但却在最尖端的技术上出了问题；柯达被委托使用传统的抛光技术制做一个备用的镜子（柯达的这面镜子现在永久保存在史密松宁学会)。1979年，珀金埃尔默开始磨制镜片，使用的是超低膨胀玻璃，为了将镜子的重量降至最低，采用蜂窝格子，只有表面和底面各一吋是厚实的玻璃。

镜子的抛光从1979年开始持续到1981年5月，抛光的进度已经落后并且超过了预算，这时NASA的报告才开始对珀金埃尔默的管理结构质疑。为了节约经费，NASA停止支持镜片的制作，并且将发射日期延后至1984年10月。镜片在1981年底全部完成，并且镀上了75 nm厚的铝增强反射，和25 nm厚的镁氟保护层。

因为在光学望远镜组合上的预算持续膨胀，进度也落后的情况下，对珀金埃尔默能否胜任后续工作的质疑继续存在。为了回应被描述成"未定案和善变的日报表"， NASA将发射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃尔默的进度持续的每季增加一个月的速率恶化中，时间上的延迟也达到每个工作天都在持续落后中。NASA被迫延后发射日期，先延至1986年3月，然后又延至1986年9月。这时整个计划的总花费已经高达美金11亿7500万。

5、宇宙飞船的系统

安置望远镜和仪器的宇宙飞船是主要工程上的另一个挑战。它必须能胜任与抵挡在阳光与地球的阴影之间频繁进出所造成的温度变化，还要极端的稳定并能长间的将望远镜精确的对准目标。以多层绝缘材料制成的遮蔽物能使望远镜内部的温度保持稳定，并且以轻质的铝壳包围住望远镜和仪器的支架。在外壳之内，石墨环氧的框架将校准好的工作仪器牢固的固定住。

有一段时间用于安置仪器和望远镜的宇宙飞船在建造上比光学望远镜的组合来得顺利，但洛克希德仍然经历了预算不足和进度的落后，在1985年的夏天之前，宇宙飞船的进度落后了个月，而预算超出了30%。马歇尔太空飞行中心的报告认为洛克希德在宇宙飞船的建造上没有采取主动，而且过度依赖NASA的指导。

6、地面的支持

在1983年，太空望远镜科学协会（STScI）在经历NASA与科学界之间的权力争夺后成立。太空望远镜科学协会隶属于美国大学天文研究联盟 （AURA），这是由32个美国大学和7个国际会员组成的单位，总部坐落在马里兰州巴尔地摩的约翰•霍普金斯大学校园内。

太空望远镜科学协会负责太空望远镜的操作和将数据交付给天文学家。美国国家航空暨太空总署(NASA)想将之做为内部的组织，但是科学家依据科学界的做法将之规划创立成研究单位，由NASA位在马里兰州绿堤，太空望远镜科学协会南方48公里，的哥达德太空飞行中心和承包厂商提供工程上的支持。哈伯望远镜每天24小时不间断的运作，由四个工作团队轮流负责操作。

太空望远镜欧洲协调机构于1984年设立在德国邻近慕尼黑的Garching bei München，为欧洲的天文学家提供相似的支持。

7、挑战者号的事故

早在1986年，就已经计划在当年10月份发射哈勃空间望远镜。但是挑战者号的事故使美国的太空计划停滞不前，航天飞机的暂停升空，迫使哈勃空间望远镜的发射延迟了数年。望远镜和所有的附件都必须分门别类的储藏在无尘室内，直到能够排出发射的日期，这也使得已经超支的总成本更为高涨。

最后，随着航天飞机在1988年再度开始升空，望远镜也预定在1990年发射。在发射前的最后准备，用氮气喷射镜面以除去可能累积的灰尘，并且对所有的系统进行广泛的测试。终于，在1990年4月24日由发现号航天飞机，于STS-31航次将望远镜成功的送入计划中的轨道。

从它原始的总预算，大约4亿美金，到现在的花费超过25亿美金，哈柏的成本依然在不断的累积与增高。美国政府估计的开销将高达45至60亿美金，欧洲所挹注的资金也高达6亿欧元（1999年的估计）。

8、仪器

在发射时，哈勃空间望远镜携带的仪器如下：

·广域和行星照相机（WF/PC）
·戈达德高解析摄谱仪（GHRS）
·高速光度计（HSP）)
·暗天体照相机（FOC）
·暗天体摄谱仪（FOS）

WF/PC原先计划是光学观测使用的高分辨率照相机。由NASA的喷射推进实验室制造，附有一套由48片光学滤镜组成，可以筛选特殊的波段进行天体物理学的观察。整套仪器使用8片CCD，做出了两架照相机，每一架使用4片CCD。"广域照相机"（WFC）因为视野较广，在解像力上有所损失，而"行星照相机"（PC）以比WFC长的焦距成像，所以有较高的放大率。

GHRS是被设计在紫外线波段使用的摄谱仪，由哥达德太空中心制造，可以达到90,000的光谱分辨率，同时也为FOC和FOS选择适宜观测的目标。FOC和FOS都是哈勃空间望远镜上分辨率最高的仪器。这三个仪器都舍弃了CCD，使用数字光子计数器做为检测装置。FOC是由欧洲太空总署制造， FOS 则由Martin Marietta公司制造。

最后一件仪器是由威斯康辛麦迪逊大学设计制造的HSP，它用于在可见光和紫外光的波段上观测变星，和其它被筛选出的天体在亮度上的变化。它的光度计每秒钟可以侦测100,000次，精确度至少可以达到2%。

哈勃空间望远镜的导引系统也可以做为科学仪器，它的三个精细导星传感器（FGS）在观测期间主要用于保持望远镜指向的准确性， 但也能用于进行非常准确的天体测量，测量的精确度达到 0.0003弧秒。

二、镜片的瑕疵

在望远镜发射数星期之后，传回来的图片显示在光学系统上有严重的问题。虽然，第一张图像看起来比地基望远镜的明锐，但望远镜显然没有达到最佳的聚焦状态，获得的最佳途像质量也远低于当初的期望。点源的影像被扩散成超过一弧秒半径的圆，而不是在设计准则中的标准：集中在直径0.1 弧秒之内，有同心圆的点弥漫函数图像。

对图样缺陷的分析显示，问题的根源在主镜的形状被磨错了。虽然，这个差异小于光的1/20波长，只是在边缘太平了一点。镜面与需要的位置只差了微不足道的2微米，但这个差别造成的是灾难性的、严重的球面像差。来自镜面边缘的反射光，不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上。

镜子的瑕疵造成的作用是在科学观察的核心观测上，核心像差的PSF要足够的明锐到足以进行高解析的分辨，但对明亮的天体和光谱分析是不受影响的。虽然，在外围损失大片的光因为不能汇聚在焦点上而造成晕像，严重的减损了望远镜观察暗天体或高反差的影像的能力。这意味着几乎所有对宇宙学的研究计划都不能执行，因为她们都是非常暗弱的观测对象。美国国家航空暨太空总署和哈勃空间望远镜成为许多笑话的箭靶，并且被认为是大白象（花费大而无用的东西）。

1、问题的根源

从点源的图像往回追溯，天文学家确定镜面的圆锥常数是−1.0139，而不是原先期望的− 1.00229。通过分析珀金埃尔默的零校正器（精确测量抛光曲面的仪器）和分析在地面测试镜子的干涉图影像，也获得了相同的数值。

由喷射推进实验室主任，亚伦领导的委员会，确定了错误是如何发生的。亚伦委员会发现珀金埃尔默使用的零校正器在装配上发生了错误，它的向场透镜位置偏差了1.3 mm。

在抛光镜子的期间，珀金埃尔默使用另外二架零校正器，两者都（正确的）显示镜子有球面像差。这些测试都是会确实消除球面像差而设计的，不顾品管文件的指导，公司认为这二架零校正器的精确度不如主要的设备，而忽略了测试的结果。

委员会指出失败的主因是珀金埃尔默。由于进度表频繁更动造成的损耗和望远镜制造费用的超支，造成了在美国航空暨太空总署和光学公司之间的关系极度的紧张。美国航空暨太空总署发现珀金埃尔默并不认为镜子的制做在他们的业务中是关键性的困难工作，而美国航空暨太空总署也未能在抛光之前善尽本身的职责。再委员会沉痛的批评珀金埃尔默在管理上的不当与缺失的同时，美国航空暨太空总署也被非议未善尽品管的责任，与不该只依赖维一一架仪器的测试结果。

2、解决的设计

在望远镜的设计中原本就规画了维修的任务，所以天文学家立刻就开始寻找可以在1993年，预定进行第一次维修任务时解决问题的方案。以柯达为哈柏制作的备用镜，在轨道上进行更换是太昂贵和耗费时间，临时要将望远镜带回地面正修也不可能。取而代之的，镜片错误的形状已经被精确的测量出来，因此可以设计一个有相同的球面像差，但功效相反的光学系统来抵消错误。也就是在第一次的维修任务中为哈柏配上一副能改正球面像差的眼镜。

由于原本仪器的设计方式，必须要两套不同的校正仪器。广域和行星照相机的设计包括转动的镜片和直接进入两架照相机的8片独立CCD芯片的光线，可以用一个反球面像差的镜片完全的消除掉它们表面上的主要变形。修正镜被固定在替换的第二代广域和行星照相机内（由于进度和预算的压力，只修正4片CCD而不是8片）。但是，其它的仪器就缺乏任何可以安置的中间表面，因此必须要一个外加的修正装置。

3、COSTAR

设计用来改正球面像差的仪器称为"太空望远镜光轴补偿校正光学（COSTAR）"，基本上包含两个在光路上的镜子，其中一个将球面像差校正过来，光线被聚焦给暗天体照相机、暗天体光谱仪和高达德高解析摄谱仪。为了提供COSTAR在望远镜内所需要的位置，必须移除其中一件仪器，天文学家的选择是牺牲高速光度计。

在哈柏任务的前三年期间，在光学系统被修正到合适之前，望远镜依然执行了大量的观测。光谱的观测未受到球面像差的影响，但是许多暗弱天体的观测因为望远镜的表现不佳而被取消或延后。尽管受到了挫折，乐观的天文学家在这三年内熟练的运用影像处理技术，例如反折绩（影像重叠）得到许多科学上的进展。

三、维护任务和新仪器

1、第一次维护任务

在设计上，哈勃空间望远镜必须定期的进行维护，但是在镜子的问题明朗化之后，第一次的维护就变得非常重要，因为航天员必须全面性的进行望远镜光学系统安装和校正的工作。被选择执行任务的七位航天员，接受近百种被专门设计的工具使用的密集训练。由奋进号在1993年12月的STS-61航次中，于10天之中重新安装了几件仪器和其它的设备。

最重要的是以COSTAR修正光学组件取代了高速光度计，和广域和行星照相机由第二代广域和行星照相机与内部的光学更新系统取代。另外，太阳能板和驱动的电子设备、四个用于望远镜定位的陀螺仪、二个控制盘、二个磁力计和其它的电子组件也被更换。望远镜上携带的计算器也被更新升级，由于高层稀薄的大气仍有阻力，在三年内逐渐衰减的轨道也被提高了。

在1994年的1月13日，美国国家航空暨太空总署宣布任务获得完全的成功，并显示出许多新的图片。这次承担的任务非常复杂，共进行了五次航天飞机船舱外的活动，它的回响除了对美国国家航空暨太空总署给予极高的评价外，也带给天文学家一架可以充分胜任太空任务的望远镜。

后续的维修任务没有如此的戏剧化，但每一次都给哈勃空间望远镜带来了新的能力。

2、第二次维护任务

第二次维护任务由发现号在1997年2月的STS-82航次中执行，以太空望远镜影像摄谱仪（STIS）和近红外线照相机和多目标分光仪（NICMOS）替换掉戈达德高解析摄谱仪（GHRS）和暗天体摄谱仪（FOS）；以一台新的固态记录器替换工程与科学录音机，修护了绝热毯和再提升哈柏的轨道。近红外线照相机和多目标分光仪包含由固态氮做成的吸热器以减少来自仪器的热噪声，但在安装之后，部分来自吸热器的热扩散却意料之外的进入光学挡板，这额外增加的热量导致仪器的寿命由原先期望的4.5年缩短为2年。

3、第三次维护任务(3A)

在六台陀螺仪中的三台故障之后（第4台在任务之前几个星期故障，使望远镜不能胜任执行科学观察），第三次维护任务仍然由发现号在1999年12月的STS-103航次中执行。在这次维护中更换了全部的六台陀螺仪，也更换了一个精细导星传感器和计算器，安装一套组装好的电压/温度改善工具（VIK）以防止电池的过热，并且更换绝热的毯子。新的计算器是能在低温辐射下运作的英特尔486，可以执行一些过去必须在地面处理的与宇宙飞船有关的计算工作。

4、第四次维护任务(3B)

第四次维护任务由哥伦比亚号在2002年3月的STS-109航次中执行，以先进巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC），并且查看了冷却剂已经在1999年耗尽的近红外线照相机和多目标分光仪（NICMOS）。更换了新的冷却系统之后，虽然还不能达到原先设计时预期的低温，但已经冷到足以继续工作了。

在这次任务中再度更换了太阳能板。新的太阳能板是为铱卫星发展出来的，大小只有原来的三分之二，除了可以有效的减少稀薄大气层带来的阻力，还能多供应30%的动力。这多出来的动力使得哈勃空间望远镜上所有的仪器可以同时运作，并且因为较为柔软，还消除了老旧的太阳能板因为进出阳光照射区域会产生震动的问题。为了改正继电器迟滞的问题，哈柏的配电系统也被更新了。这是哈勃空间望远镜升空之后，首度能完全的应用所获得的电力。其中影响最大的两架仪器，先进巡天照相机和近红外线照相机和多目标分光仪，在2003至2004年间共同完成了哈柏超深空视场。

5、 最后的维护任务

最后一次的哈柏维修任务已经安排在2008年9月11日，航天员将更换新的电池和陀螺仪。更换精细导星传感器（FGS）并修理太空望远镜影像摄谱仪（STIS）。他们也将安装二架新的仪器：宇宙起源频谱仪和第三代广域照相机，但是可能不会重置或替换先进巡天照相机。

四、科学上的成就

哈柏帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。哈柏的众多主要任务之一是要比以前更准确的的测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确的定出哈柏常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。在哈柏升空之前，哈柏常数在统计上的误差估计是50%，但在哈柏重新测量出室女座星系团和其它遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10%之内。这与哈柏发射之后以其它更可靠的技术测量出来的结果是一致的。

哈柏也被用来改善宇宙年龄的估计，宇宙的未来也是被质疑的问题之一。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论计划的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被哈柏和其它地基望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。

由哈柏提供的高解析光谱和影像很明确的证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，哈柏的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。哈柏的计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，哈柏对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻与长远的影响。

休梅克-利瓦伊9号彗星在1994年撞击木星对天文学家是一件很意外的事，幸运的事发生在哈柏完成第一次维护修好光学系统之后的几个月。因此，哈柏所获的的影像是自从1979年航海家二号飞掠木星之后最为清晰的影像，并且很幸运的对估计数个世纪才会发生一次的彗星碰撞木星的动力学事件，提供了关键性的学习机会。它也被用来研究太阳系外围的天体，包括矮行星冥王星和厄里斯。

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梅西叶天体及其观测


梅西叶Messier，Charles(1730.6.26-1817.4.12) ，法国天文学家，他率先编制了系统的星云星团表。在梅西叶的时代，星云是一个用来表示深空中任何模糊不清光源的术语。1751年，梅西叶在法国著名天文学家J.N.德利尔那里当天文观测描图员和记录员。他是法国第一个观测到预期在1758-1759年回归的哈雷彗星的人。

从此以后，梅西叶成了一位新彗星的热情搜索者。法国国王路易十五曾称他为“彗星猎手”。梅西叶独立发现了13颗彗星并观测过许多其他彗星。1760年他开始编星云表，以便能更好地区分星云和彗星。在他当时的小望远镜中，这两种天体看上去是一样的。直到现在，许多最著名的星云依然沿用梅西叶星云星团表上的编号来称呼，表中的天体是现代天文爱好者测试望远镜的最佳对象。

说明： 梅西叶星云星团表出版于1784年,仅收入103个天体，本表中表中104～110号七个天体为后人所加入。表中第1列为梅氏编号，第2列为NGC（新总星表）编号，第2，3列为2000年历元的坐标，第4列为视大小（单位：角分），第5列为总光度（目视星等），第6列为距离（单位：千光年）。

梅西耶星云星团表

编号     NGC  赤经 赤纬     视径    光度   距离     星座   注释

M 1     1952    5h  34.5m   +22 01' 36x34' 8.4     金牛座  蟹状星云

M 2     7089   21h  33.5m   - 0 49' 13     6.5     宝瓶座   球状星团

M 3     5272 13h 42.5m +28 23' 16 6.4 猎犬座 球状星团

M 4     6121 16h 23.6m -26 32' 26 5.9 天蝎座 球状星团

M 5     5904 15h 18.6m + 2 05' 17 5.8 巨蛇座 球状星团

M 6     6405 17h 40.1m -32 13' 15 4.2 天蝎座 疏散星团

M 7     6475 17h 53.9m -34 49' 80 3.3 天蝎座 疏散星团

M 8     6523 18h 03.8m -24 23' 90x40 5.8 人马座 弥漫星云

M 9     6333 17h 19.2m -18 31' 9 7.9 蛇夫座 球状星团

M10     6254 16h 57.1m -4 06' 15 6.6 蛇夫座 球状星团

M11     6705 18h 51.1m -6 16' 14 5.8 盾牌座 疏散星团

M12     6218 16h 47.2m -1 57' 15 6.6 蛇夫座 球状星团

M13     6205 16h 41.7m +36 28' 17 5.9 武仙座 球状星团

M14     6402 17h 37.6m -3 15' 12 7.6 蛇夫座 球状星团

M15     7078 21h 30.0m +12 10' 12 5.4 飞马座 球状星团

M16     6611 18h 18.8m -13 47' 35 6.0 巨蛇座 弥漫星云

M17     6618 18h 20.8m -16 11' 46x37 7.0 人马座 弥漫星云

M18     6613 18h 19.9m -17 08' 9 6.9 人马座 疏散星团

M19     6273 17h 02.6m -26 16' 14 7.2 蛇夫座 球状星团

M20     6514 18h 02.3m -23 02' 29x27 6.3 人马座 三叶星云

M21     6531 18h 04.6m -22 30' 13 5.9 人马座 疏散星团

M22     6656 18h 36.4m -23 54' 24 5.1 人马座 球状星团

M23     6494 17h 56.8m -19 01' 27 5.5 人马座 疏散星团

M24     6603 18h 18.4m -18 25' 90 4.5 人马座 疏散星团

M25     I4725 18h 31.6m -19 15' 32 4.6 人马座 疏散星团

M26     6694 18h 45.2m -9 24' 15 8.0 盾牌座 疏散星团

M27     6853 19h 59.6m +22 43' 8x4 8.1 狐狸座 行星状星云

M28     6626 18h 24.5m -24 52' 11 6.9 人马座 球状星团

M29     6913 20h 23.9m +38 32' 7 6.6 天鹅座 疏散星团

M30     7099 21h 40.4m -23 11' 11 7.5 魔羯座 球状星团

M31     224 0h 42.7m +41 16' 178x63' 3.4 仙女座 星系仙女星系

M32     221 0h 42.7m +40 52' 8x6 8.2 仙女座 星系

M33     598 1h 33.9m +30 39' 62x39 5.7 三角座 星系

M34     1039 2h 42.0m +42 47' 35 5.2 英仙座 疏散星团

M35     2168 6h 08.9m +24 20' 28 5.1 双子座 疏散星团

M36     1960 5h 36.1m +34 08` 12 6.0 御夫座 疏散星团

M37     2099 5h 52.4m -32 33' 24 5.6 御夫座 疏散星团

M38     1912 5h 28.7m +35 50' 21 6.4 御夫座 疏散星团

M39     7092 21h 32.2m +48 26' 32 4.6 天鹅座 疏散星团

M40     Winnecke4 12h 22.4m +58 05' - 8.0 大熊座 双星

M41    2287 6h 47.0m -20 44' 38 4.5 大犬座 疏散星团

M42     1976 5h 35.4m -5 27` 66X60 4 猎户座 最亮的星云（猎户座大星云）

M43     1982 5h 35.6m -5 16' 20X15 9 猎户座 弥漫星云

M44     2632 8h 40.1m +19 59' 95 3.1 巨蟹座 疏散星团（鬼星团）

M45     Mel22 3h 47.0m +24 07' 110 1.2 金牛座 昴星团

M46     2437 7h 41.8m -14 49' 27 6.1 船尾座 疏散星团

M47     2422 7h 36.6m -14 30' 30 4.4 船尾座 疏散星团

M48     2548 8h 13.8m -5 48' 54 5.8 长蛇座 疏散星团

M49     4472 12h 29.8m +8 00' 9x7 8.4 室女座 星系

M50     2323 7h 03.2m +8 20' 16 5.9 麒麟座 疏散星团

M51     5194-5 13h 29.9M +47 12' 11X8 8.1 猎犬座 星系（猎犬座星系）

M52     7654 23h 24.2m +61 35` 13 6.9 仙后座 疏散星团

M53     5024 13h 12.9m +18 10' 13 7.7 后发座 球状星团

M54     6715 18h 55.1M -30 29' 9 7.7 人马座 球状星团

M55     6809 19h 40.0m -30 58' 19 7.0 人马座 球状星团

M56     6779 19h 16.6m +30 11' 7 8.2 天琴座 球状星团

M57     6720 18h 53.6m +33 02' 2.5 9.0 天琴座 行星状星云

M58     4579 12h 37.7m +11 49' 5x4 9.8 室女座 星系

M59     4621 12h 42.0m +11 39' 5x3 9.8 室女座 星系

M60     4649 12h 43.7m +11 33' 7x6 8.8 室女座 星系

M61     4303 12h 21.9m +4 28' 6x6 6.6 室女座 星系

M62     6266 17h 01.2m +30 07' 14 8.8 蛇夫座 球状星团

M63     5055 13h 15.8m +42 02' 12x8 8.6 猎犬座 星系

M64     4826 12h 56.7m +21 41' 9x5 8.5 后发座 星系

M65     3623 11h 18.9m +13 05' 10x3 9.3 狮子座 星系

M66     3627 11h 20.2m +12 59' 9x4 9.0 狮子座 星系

M67 2682 8h 50.4m +11 49' 30 6.9 巨蟹座 疏散星团

M68 4590 12h 39.5m +26 45' 12 8.2 长蛇座 球状星团

M69 6637 18h 31.4m -32 21' 4 7.7 人马座 球状星团

M70 6681 18h 43.2m -32 18' 8 8.1 人马座 球状星团

M71 6838 19h 53.9m +18 47' 7 8.3 天箭座 球状星团

M72 6981 20h 53.5m -12 32' 6 9.4 宝瓶座 球状星团

M73 6994 20h 59.0m -12 38' 3 8.9 宝瓶座 疏散星团

M74 628 1h 36.7m +15 47' 10x10 9.2 双鱼座 星系

M75 6864 20h 06.1m -21 55' 6 8.6 人马座 球状星团

M76 651 1h 42.4m +51 34' 1 12.2 英仙座 行星状星云

M77 1068 2h 42.7m -00 01' 7x6 8.8 鲸鱼座 星系

M78 2068 5h 46.7m +00 03' 8x6 - 猎户座 弥散星团

M79 1904 5h 24.5m +24 33' 9 8.0 天兔座 球状星团

M80 6093 16h 17.1m +22 59' 9 7.2 天蟹座 球状星团

M81 3031 9h 55.6m +69 04' 26x14 6.9 大熊座 星系

M82 3034 9h 55.8m +69 41' 11x5 8.4 大熊座 星系

M83 5236 13h 37.0m -18 52' 11x10 8.0 长蛇座 星系

M84 4374 12h 25.1m +12 53' 5x4 9.3 室女座 星系

M85 4382 12h 25.4m +18 11' 7x5 9.2 后发座 星系

M86 4406 12h 26.2m +12 57' 7x6 9.2 室女座 星系

M87 4486 12h 30.8m +12 24' 7x7 8.6 室女座 星系

M88 4501 12h 32.0m +14 25' 7x4 9.5 后发座 星系

M89 4552 12h 35.7m +12 33' 4x4 9.8 室女座 星系

M90 4569 12h 36.8m +13 10' 10x5 9.5 室女座 星系

M91 4548 12h 35.4m +14 30' 5x4 10.2 后发座 星系

M92 6341 17h 17.1m +43 08' 11 6.5 武仙座 球状星团

M93 2447 7h 44.6m +23 52' 22 6.2 船尾座 疏散星团

M94 4736 12h 50.9m +41 07' 11x9 8.2 猎犬座 星系

M95 3351 10h 44.0m +11 42' 7x5 9.7 狮子座 星系

M96 3368 10h 46.8m +11 49' 7x5 9.2 狮子座 星系

M97 3587 11h 14.8m +55 01' 3 12.0 大熊座 行星状星云

M98 4192 12h 13.8m +14 54' 10x3 10.1 后发座 星系

M99 4254 12h 18.8m +14 25' 5x5 9.8 后发座 星系

M100 4321 12h 22.9m +15 49' 7x6 9.4 后发座 星系

M101 5457 14h 03.2m +54 21' 27x26 7.7 大熊座 星系

M102 5866 15h 06.5m +55 46' 5x2 10.0 天龙座 星系

M103 581 1h 33.2m +60 42' 6 7.4 仙后座 疏散星团

M104 4594 12h 40.0m -11 37' 8x4 8.3 室女座 星系

M105 3379 10h 47.8m +12 35' 5x4 9.3 狮子座 星系

M106 4258 12h 19.0m +47 18' 18x8 8.3 猎犬座 星系

M107 6171 16h 32.5m -13 03' 10 8.1 蛇夫座 球状星团

M108 3556 11h 11.5m +55 40' 8x3 10.1 大熊座 星系

M109 3992 11h 57.6m +53 23' 8x5 9.8 大熊座 星系

M110 205 0h 40.4m +41 41' 17x10 8.0 仙女座 星系

梅西叶”天体,天文学上称为M天体(M即Messier)，M天体即是Messier Objects，它涵盖了天区各角落之星云、星团及星系等天体，是法国18世纪中期一位著名天文学家查理斯梅西耶（Charles Messier）。

梅西耶独立发现了15颗彗星并观测过许多其他彗星,法国国王路易十五曾称他为“彗星猎手”。1760 年他开始编星云表，以便将天空中一百多个模糊的深空天体和彗星更好地区分,这些天体并非单一指星球而是模糊的星云， 以及看 上去类似星云的天体。在他的时代，彗星以外的大部分这类天体都不受重视。现代天文学中，星系、星云、星团的力学和气体动力学与演化等都是重要的研究课题，而梅西耶星表中的所有天体恰都是我们现在加以观察和研究的代表性对象。直到现在, 许多最著名的星云依然沿用梅西耶星云星团表上的编号来称呼。梅西耶星云星团是夜空中最亮的星云星团，这些星云、星团、星系均为小型望远镜所能观测到，尤其成为业余爱好者的最佳观测目标和测试望远镜的最佳对象。

现代梅西耶星云星团表经增补包括110个天体。 在最早的表中，40和81号天体不存在，101、102是同一天体。104以后是后人编的号。要在一个晚上观察它们可不易，除了凭观查者对天区的掌握，天气、地理环境、太阳及月亮的位置也很重要。因此马拉松式的观测只有一年才能进行一次，也就是每年三月的下旬，当太阳运行到保瓶座时，缺少梅西耶天体的天区。观测者之地理纬度也对一部分的梅西耶观察有少许的影响，因为有几个梅西耶天体必须在低纬度位置才能观测到。所以英美国家的“梅西耶马拉松”观测团总不能够完成全部的天体观测，有者只好往南方国家（低纬度之地理位置）举行此一年一度的天体观测活动。


观测热身：
1.择日后，在进行的前一天作充分的休息。
2.是日，日落前抵达观测地点。
3.按装及检查观测仪器及其他必须之工具）包括所需之饮食品。
4.当日落西山、夜幕降临之际，也就是开动观测引擎、 发号司令的时刻。


必备条件：
1.选择一个没有月亮的夜晚，最好是日，因月亮的亮度 会妨碍较暗之M天体；
2.找一处四周空旷且视线不被阻挡的地点，并且环境黑 暗；
3.必须准备观测工具如星图（俞精准俞佳）、手电筒、 驱蚊器、防寒衣、记录簿，最重要的是天文望远镜及不同倍率的目镜。
4.预先准备号所要观测M天体的次序。通常先向西面的 天体著手，跟随着日落后的天体做观察，然后随着地球的自转新的目标不断的出现至到日出之前的 最后一段很短的时间。


观测：
1.由于要对几个埋没在夕阳西沉时的昏影部分的天体 并不容易，此时必须凭观测者的经验及仪器的性能。要以快速的手法寻找观测表的第1至5号天体即M31、M32、M33、M110、M74、M76、M103、M34及M77。
2.切记不要浪费时间在寻找上


补充：
梅西尔天体总括来说计有：
超新星残骸（SuperNova Remnant）×1个
星云（Nebula）×7个
行星状星云（Planetary Nebula）×4个
球状星团（Globular Cluster）×29个
疏散星团（Open Cluster）×28个
星系（Galaxy）×40个

Neb ： 星云（Nebula）
SNR ： 超新星残骸（SuperNova Remnant）
Pl ： 行星状星云（Planetary Nebula）
Gb ： 球状星团（Globular Cluster）
OC ： 疏散星团（Open Cluster）
S ： 螺旋星系（Spiral Galaxy）
Ir ： 不规则星系（Irregular Galaxy）
E ： 椭圆星系（Elliptical Galaxy）


M40可能为一双星，其位置在大熊座（&alpha：12h 22.4m，&delta：+58° 05&rsquo），光度各为9.0和9.6，间距50&rdquo，资料尚待确认。

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深空天体追逐赛

——梅西耶天体马拉松观测纪实

齐锐


每年的春季是观测梅西耶天体的大好时机，这一时期有可能在一夜中看到几乎所有的梅西耶天体。北京天文同好会的伙计们早就跃跃欲试了。

时不我待

进入3月以来，北京晴天虽然很多，但风沙太大，先后有6次沙尘暴天气，为天文观测带来了一些不便。

4月4日，阴历初一，白天北风达到4-5级，天气预报说晚些时候可能有沙尘暴。但是我们几个还是决定今天晚上出去观测，因为耽误一天，明天又不知有什么天气了。

傍晚7点多钟，同好会的部分会员分两拨开赴康西草原。顿建忠开车，王炎、陈永明和我四人先行，寇文乘赵雪飞的车后走，一个多小时后我们到达了观测地——大南兴堡村，去年我们也曾来过。

9点会合齐，准备观测。此时天空晴朗，能见度较好，只是有4级左右的北风，时常把地面的尘土吹起来，迷了眼睛，还算幸运，截止目前沙尘暴终于没有来。

分工合作

此次主要由寇文和我负责找梅西耶天体，王炎和老陈主要实验望远镜和CCD摄像系统。

9点15分我们开始正式观测。因刚才一下车，我们肉眼就已经看到了昴星团M45和猎户座大星云M42、M43等几个亮天体，于是现在分别将它们编号为1、2、3。(后来观测结束我才发现匆忙间我竟然忘了观测猎户座中的M78，它在午夜时分就落下去了)

此时的重点应该是西边天区的几个目标，但是由于我们开始的有些晚，排在目标表前6位的天体已经西沉了，没法看到。我于是将7x50的双筒镜指向了位于西北低空的位于英仙座中的疏散星团M34，它5.2等，的确比较亮，且有半度之大，很容易就在我的双筒镜中看到了，呈现较模糊的一团。

这时候大家还忙着支各自的望远镜，王炎带的是口径9厘米的折射镜头，而老陈带的是口径8厘米的折射镜，它们都是短焦距的，很适合于观测，甚至王炎还自制了一个双目目镜。而寇文则还是使用他的20x60的双筒镜，毕竟双筒镜使用方便轻巧，且成正像，利于参考星图搜寻天体。他将双筒镜固定在三脚架上，因为如果只用手端着看，晃动将使人无法长时间观察，也太累。

在和大家的聊天的时候，我顺便又用7x50双筒镜看了大犬座中的M41，顺着大犬座β、α向上移很快看到M46和M47，再往上移动望远镜就可以找到位于长蛇座的M48，它们都是亮的疏散星团。再从大犬的α、θ连线出发向上，麒麟座的M50尽收眼底，从大犬的尾巴向上向左，又看到了M93，看完位于南天的这几个疏散星团后，我的观测目标已经标记下了10个梅西耶天体。

工欲善其事，必先利其器

这时，老陈的8厘米望远镜已经安装好了，我们便将镜头对准了西天上的金牛座中的天关的位置棗M1就在那里。我知道，如果用我自己的7x50的双筒镜根本无法看到这个又小又暗的天体。很快在老陈的镜中我就看到了一个小的很暗的光团，这就是著名的M1，宋代时爆发的超新星的遗迹，我让老陈验证，他也认为的确很暗。

此时仙后座已慢慢沉下西北方，但由于北京地理纬度较高，它附近目前仍然可以观测。这里有两个疏散星团。首先目标是位于“W”形第一笔划上的M103，我用7x50双筒镜看去，发现在连线的左侧有一个模糊的天体，由于我没有看详细的星图，起初便认为这就是M103，可后来，和寇文一商量，才发现原来这是NGC663，也是一个疏散星团7.1等，比M103还亮，而真正的M103则位于靠近仙后座δ的地方，在我的望远镜中它十分暗弱，不容易分辨，而在寇文的20x60的双筒镜中，则比较明显，是一团模糊的天体。看来这个地方的疏散星团还挺多，除了这两个之外，视野中似乎还有一些呢。

我又顺着仙后座α和β延长一倍的地方去找6.9等亮度的M52，结果可能是由于它较小，或者是北方地平处有灯光干扰，在7x50双筒镜中，竟然很难看到，只好又用寇文的双筒镜找，才发现了它。

忙里偷闲

找了北天的这两个目标后可以稍微轻松一下了。我去参观了王炎的大口径望远镜，效果果然不错，但由于目镜焦距要按每个人的眼睛的情况调整，我发现对王炎合适的焦距对我完全不清晰，但我将其调到头也无法彻底清晰，也算是一点遗憾了，我于是劝他改进一下。

时间已经是晚上11点了，头顶偏西的巨蟹座中的大疏散星团M44格外醒目，于是它成为我今晚第14个目标，顺其向左，在7x50双筒镜中我很容易看到了M67。

御夫座已经偏西北，我决定对它进行观测。那里的几个疏散星团过去拍照时就看到过，很明亮，甚至在相机取景器里都看见了，在7x50镜中更不在话下，不用几分钟M36、M37、M38就都观测完毕了；另外不远处的双子座中的M35也顺便收了进来。

这时候寇文招呼大家过去看，他用20x60已经找到了室女和乌鸦座之间的M104，我顺镜看去，模糊的目标显然不是圆形的，但还较亮，这是今晚我看到的第一个星系。

我看了看手表，0点整，我前半夜正好看完了20个梅西耶天体。

再接再励

沿乌鸦座四边形左边向下，很容易看到了球状星团M68，看上去是一个小球。顺长蛇尾巴向后，南方低处看到了星系M83。放眼银河，群星闪烁，吸引了我的目光，我向东方望去，注意到了升起的武仙座，大球状星团M13就在那里，轻易地看到它以后，我和寇文又顺便观测了同在武仙座的M92，在20x60双筒镜中分外明亮。

聊天之余，我又用双筒镜看了巨蛇座的M5，很容易看到，凑了个数。

接下来是东方的天琴座，那里有著名的环状星云M57，由于太小，在7x50双筒镜中无法分辨它和周围的星星，在寇文的20x60双筒镜中它模糊的面貌才显露出来。后来老陈也在他的8厘米望远镜中看到了M57，更加好看，但想分辨出它的环来，恐怕20倍的确太低了。然后是位于下方的星团M56。

东南方天蝎座已经显露出地平线，红色的心宿二格外醒目，我将双筒镜指向那里，“老朋友”M4很清晰地出现在视野中，然后就是蛇夫座中几个大的球状星团：M10、M12，但M107太暗，在7x50镜中很难看到，我用寇文的双筒镜才睹芳容，但仍感觉比想象的暗。沿M107向下，寇文找到了M9，我看后觉得它也很暗，很是奇怪，难道是由于东南方受北京灯光污染影响的结果吗？心宿二向上又找到了M80，它也是我们熟悉的目标了。

为了等头顶的狮子座稍微偏西一些再观测它的几个星系，我们几个人凑到了王炎的CCD摄像机旁。王炎真是同好会中的巧手，自己改制的CCD系统，接在折射镜头后面，再接小的显示器，用12v的蓄电池供电，很轻便。经过我们的测试发现，在9厘米的折射镜头下，它能够显示4.5等以上的星像，以后用它导星，拍摄一定很轻松。

1点钟，老陈和老顿回车里打盹，寇文和我开始找狮子座中的目标了，这时的狮子座降到了40度以下，只要稍微费劲仰头观测了。

首先从狮子“前腿”上的ρ向上搜寻，用了10分钟时间，将M95、M96、M105都找到了，值得一提的是10.4等的M95的确比较暗一些，但在寇文的20x60镜中，只要稍微细心寻找，它们都还是相对容易的目标。但这里多亏了寇文带来了用软件打印的暗至9.5等的局部详细星图，要是没有星图，恐怕找这几个目标，不会如此方便。接着是位于狮子座θ、ι之间的星系M65和M66。有了寇文和我的配合很容易就找到了它们。

再接再厉，此时大熊座前端也比较低了。寇文很快就找到了M81和M82这一对星系，我顺着他调好的方向看去，果然，在20x60双筒镜中这两个星系明显呈现中文的“八”字排列。截止目前我们共看到了40个梅西耶天体了。

继续将望远镜转向东方，在冉冉升起的天鹅中我们很快找到了疏散星团M29和M39，它们本身还算亮，但由于处在银河里星星密集的地方，找起来还需仔细一些才行。

养精蓄锐

此时已接近凌晨两点，我们都有些累了。刚才的观测中，气温低到了零下，北风一直在刮着，很多时候眼睛都被吹得泪水横流，十分影响观测的效率。期间赵雪飞将车开走了，去找地方修漏了的水箱。此时我们都感觉到浑身冰冷，尤其是寇文，出来时带的衣服不够厚，这时有点坚持不住了，于是大家决定先进车里休息一下，缓一缓再继续观测。

在温暖的汽车里，我们五个人迷迷糊糊地睡着了，3点多一点才醒。寇文和我先后下了车。身上早已暖和过来了，加上现在北风小了许多，感觉好多了，我们望着头上的点点繁星，离天文晨光开始的4:20已只有一个多小时了，得赶快观测。

3:15开始，我们的第43个目标便是位于室女座中的星系团。这里星系很多，而且都较暗，找起来要十分小心，我们都没有太大的把握，寇文说他过去曾找过这里，不太顺利的。现在使用的是寇文的20x60双筒镜，它是今晚搜寻暗天体的主力了。

首先找到室女座的ρ，向上移动望远镜，一度左右的地方便是目标，借助局部星图，对比空中的暗星的位置，M60、M59、M58相继进入我们的视野，我们两人交替寻找和验证。找到M58以后，向上移动望远镜，找到几颗排列形状特殊的星，在同一视野中就看到了星系M89和M90，它们一小一大，尤其是M90，甚至可以看出它是长长的一条。再向右移动一个视野的距离，就是明亮的M87，虽然表格中它的亮度与前二者相似，但感觉它明亮得多。继续移动望远镜，右边一个视野的地方，又出现了M86和M84，虽然暗，但只要仔细看，仍能明显感觉到它们模糊的与众不同的外貌。

回到M90的位置，再向上不到一个视野的地方我们找到了M91和M88，再向右一点，就是刚刚冲日的一号小行星——谷神星，十分明亮。几乎同在一个视野中，就是M99、M98和M100。再向上一点就找到了M85，这已经是位于后发座了。

上边搜寻完毕，回到室女座ρ，从它开始向下，不到4度就是M49，再向下一倍的位置就是M61。到此为止，室女星系团，搜寻完了。今晚最困难的部分终于完成了，我们都放心了许多，但此时已开始天文晨光，才观测了58个天体，必须抓紧时间，继续努力。望远镜指向后发座，M53和M64很快成为我们的囊中之物。

摘金夺银

由于估计到晨光最先影响东方的天空，我在寇文寻找北天的天体时，用7x50双筒镜观测了东方人马座中的明亮的天体，依次是：M23、M24、M16、M17、M18、M28、M22、M8、M21、M20、M25，这里梅西耶天体繁多，实在是增加观测数目的好地方呀，不一会，我们的观测目标数就达到了71个。

此时寇文用20x60双筒镜迅速地找到了位于北斗星勺头的M97、M108、M109，我感觉其中的M97十分明亮，也许不止表格上写的9.9等吧。期间我又观测了盾牌座中的M11和M26，感觉后者用7x50双筒镜找起来，比较困难。

位于猎犬座的几个星系很快被寇文找到了，在晨光的影响下，还能如此迅速地找到它们，我实在是佩服他的技艺，然而天空越来越亮，留给我们的时间已经不多了，我沿寇文找的方向观测完M106、M94、M63和M51，以及大熊座中的M101。赶紧又转向发白的东方，迅速地找到了人马座的球状星团M54，将观测的数目推向了83个。紧接着是天蝎座中的M6和M7这两个十分明亮的大星团。

这时，蛇夫座也要渐渐淹没在晨光中了，我赶紧找到了其中的M14，再往下，从天蝎座三星的延长线上，在淡兰色的天空中终于找到了M19和M62两个疏散星团。此时的天空东方已显露了漂亮的粉红色，并向上向兰色过渡，煞是好看。但我们无法再继续观测了，在如此十分美丽的黎明中结束了紧张的梅西耶天体马拉松式的观测，我共观测到88个梅西耶天体，而寇文则由于比我多观测了猎户中的M78，因此他是89个。忙了一夜的他终于有时间点燃一支烟，满意地抽了起来。

大家此时趁着晨光，收拾好了设备，５点半左右出发返回北京，一路迎着初升的朝阳，虽然劳累，可大家的心情却十分舒畅，这几年每次出来都是忙于拍摄，没有好好地进行一下观测，这次终于找回了已经久违的观星乐趣。

事后寇文做了总结，关于我们此次观测中的遗憾他写到：

“我们有21个没看到。其中M31、M32、M33、M74、M77、M79、M110因我们观测开始的时间较晚而没能看到，但M31、M32、M110在天亮前还有机会看到，因时间紧没能看。

M2、M15、M27、M71肯定可以看到而忘记看了。

M55、M69、M70、M72、M73、M75天亮前虽然高度不高亮度也不亮，但如果时间充分的话，大部分应该还是能看到的。

M30天亮前位置太低，肯定看不到。

M40是两颗星，本来就没打算看。

M76、M102也因时间仓促没能看。

总之，如果我们能不睡觉或哪怕早起半个小时，观测数目应该还能提高不少，但当时天气实在太冷，且固定在三角架上的双筒镜不适于看仰角50度以上的天体，使我们没能在午夜时观测室女座和大熊座中的目标而浪费了两个小时。”

有备而来

今年五一放假时间长，同好会的兄弟们准备进行一次野外观星和摄影。由于4月初的梅西耶马拉松有这样多的遗憾，我也憋着劲要利用这个机会，再彻底“马拉松”一回。

5月4日，阴历初一，同好会的几个哥们：寇文、王炎、尹相东和我，再携上我夫人，一行五人乘长途车来到怀柔箭扣长城脚下，一来白天可以到古长城游玩，二来夜晚可以观测，一举两得。

晚饭前，我们考察了观测的地点，最后选在村东的山头上，这里离电源很近，同时地势较高，只有南方山有10多度的遮挡，西方有几度的遮挡，视野应该算很开阔了。关键是南边的高山挡住了北京方向的光，而东-西-北则天空条件很好，没有任何光污染。

坚守风中

4日晚多云，22点多钟更是雷声大作，大有山雨欲来风满楼的架势。结果没下几滴雨，可天空一直有云。5日凌晨1点多，我们四个来到山头上，即便是有云，“追星一族”也不能轻易放过这郊区暗黑的天空，因为“天有不测风云”，谁知道它什么时候会晴呢？

由于云块始终存在，早已支好赤道仪的王炎和尹相东无法拍照，而寇文和我也只好利用云的缝隙看一些深空天体。此时东北风劲吹，估计有8级左右，一不留神，脚底下没站稳，还真能把人吹一个跟头。气温虽不低，可风的影响太大，弄的心情也总是稳定不下来。

王炎的CCD监视器上，织女星在云中时隐时现，根本没法跟踪，尹相东更是竟然连北极星有时都看不见——找不着“北”了。就这样在狂风中我们守侯着，等待天放晴，期间在云缝中看到几个宝瓶座流星。一直到东方天明，云才逐渐散去，可是此时已无法观测了。王炎和寇文坚持等待拍摄日出，尹相东和我则提前回屋休息了。

新的遗憾

5日下午，我们一觉醒来，4点，外面的长城在召唤，“爬山，到哪算哪”，异口同声的决定。没想到5点钟我们爬上了最高的城楼——正北楼！这是一个比较残破的长城，附近就是著名的箭扣和慕田峪，果然景色壮丽，有历史的厚重感，引人遐思。从这里可以居高临下，远眺怀柔城，望望头顶的蓝天白云，吸一口新鲜的空气，远离喧闹的都市该是多么明智啊。

天黑前，在袅袅的炊烟中我们回到了村子，晚饭时间到了。夜色下，在农家小院中，我们围着小桌子，就着没什么肉的小菜，大家边吃边聊，十分惬意。

吃完晚饭我们马上背起设备，来到了山头上，准备及早观测和拍摄。然而斗转星移，此时和一个月前已有所不同，猎户座沉到了西山后，而天狼星也不见了踪影，这样上次看到的M42、M43、M78、M79以及大犬座附近M41、M46、M47、M50、M93共9个梅西耶天体已无法观测了，看来今晚突破100大关的愿望只能是个愿望了。

专心致志

时间是21:00，王炎和尹相东装好了赤道仪和照相机，开始校准极轴，准备拍摄。

我今晚主要是用寇文的20x60的双筒镜，把它固定好在三脚架上，利于观测。这个小山头可利用的面积实在太小了，我在王炎和尹相东的赤道仪旁边好不容易找到了一块很小、又不太平的地方，我就马上进入了观测状态。

首先是西方的双子和御夫座中几个疏散星团：M35、M36、M37、M38，其中M35是最亮的。21:15开始找小小的M1，这对于20x60双筒镜可是一个考验，看了之后，总体感觉是“不敢十分确认”，如果倍数再大一些就好了。此时头顶的极限星等是5.5等，似乎不很通透。

然后和寇文一起看南天的、乌鸦座附近的几个天体，边看边评：长条形的星系M104，由于核附近有一个小星，看上去象是有两个核似的；星系M83，更低，有点受北京方向的光的影响，但比M104面积大，没有凝聚核现象；球状星团M68，更亮一些，凝聚度最高。

21:55，寇文琢磨着想去找南天的半人马座A，但因高度太低而没能看到。我则抽空将M44归入帐下，然后就是它下方的M67，再调转镜头，赶紧找西天的长蛇座中的M48这几个疏散星团，22:10完成。

接下来就是狮子座中的几个星系了，由于仰角较高，姿势不太舒服。22:21为止我看完M95、M96、M105，感觉比较暗，其中后者最亮，它的伴星系Ngc3284也可以看到。而M65、M66很亮，很好找，二者成长条形，前者更长一些。这时，寇文过来将望远镜指向狮子头上的Ngc2903，我们都感觉它很亮，很壮观，类似M65，这是我头一次看它。

23:00，我开始观测大熊中的M81、M82，寇文还找到了附近的Ngc3077。正在说话中，南方天秤座中出现一颗从南向北慢速运动的光点，运动长5度多，中间最亮时有-8等，成绿色，时间是23:05，我们估计是铱星。

我转向东方，用7x50双筒镜，找到天琴座中的M56、天鹅座中的M29，它俩较小，而M39则很大。哑铃星云M27又小又亮。而天箭中的M71太小，只在20x60镜中看得清。

使用20x60镜又找了附近的M57、M13、M92——后两个武仙座的星团真亮。

然后又转向南方，观察天蝎中的星团M4、M80，后者实在是太小了。再向上，蛇夫座的M107在20x60镜中十分明显。观测明亮的M5、M9、M10、M12、M14　易如反掌。抽空看了北方低空仙后中的M52，上次由于有灯光干扰，不明显，这次在黑暗中，它十分明显，由几个小星组成。时间是5月6日0:00整，此时观测的数目达到35个。

了却心愿

黑暗中，寇文说早就想看看一些特殊的天体，始终没有机会，成了一直未了的心愿。于是他开始寻找。

首先是离太阳第二近的巴纳德星，位于蛇夫座中。依据详细的星图，不一会他就找到了目标，10等的巴纳德星在20x60镜中挺亮的，它与右方和下方的两颗小星组成了倒等腰三角形。我们笑言：10年后再来看，看它是否运动了。

0:30，寇文去用尹相东的赤道仪拍照，我又开始独自找室女座星系团的目标。用了上次观测的办法从ρ出发来找，顺序是M60、M59、M58、M89、M90、M91、M88(长条形)、M87、M86、M84、M99、M98（最暗）、M100、M85(与旁边的Ngc4394很近，看上去象是双核的星系)、M49（亮）、M61。顺利完成这个星系团，用时30分钟。

1:03开始找猎犬座和后发座的其他目标：M3十分壮观，类似M5；M53稍小；M64暗一些；M94、M63则较小；然后是漂亮的M51和它的伴星系，镜中的样子完全象照片上的一样；M101则视面很大，印象深刻；

再找大熊中的M97、M108。值得一提的是，很多资料上都说夜枭星云M97很暗，要15厘米的望远镜才可见，但这两次观测，寇文和我都感觉它比M108还亮，在20x60的镜中挺容易看到的，这与资料有出入，应该引起注意。

接着是星系M109、M106，后者更亮更大。1:45分，这时山下的鸡叫了第一遍。找到了双星M40，二星亮度相似、相距很近，如果不仔细看，真容易认为是深空天体，难怪梅西耶当初犯了这个错误。

仙后的M103比附近的Ngc663小多了，真不知梅西耶怎么没有把后者标上。东方的飞马座已升了起来，M15和M2十分容易看到。至此我共观测了66个梅西耶天体。

终点冲刺

南天的人马座已快中天了，银河也变的十分壮丽，王炎用鱼眼镜头拍了银河全貌，一定很好看。


2:00，人马附近银河中的目标可以开始观测了，这些都是十分熟悉的老朋友了：M22、M28、M24、M18、M17、M16、M8、M20、M23、M25、M11、M26、M19、M62，还有天蝎尾上的M6和M7，它们位于南山的山梁上很近的地方，与那里的长城城楼相映成趣，M7甚至比城楼还大，象一堆闪光的珍珠。如果朝这里拍一张照片，会很漂亮。

接下来是人马东边和宝瓶座中的目标了。宝瓶M72、M73又小又暗；然后是人马的M54（小）、M70（大）、M69，虽然低，但仍不影响观测。再向东，可以找到M55，很大很弥散。接着是M75。在东方的摩羯还没有升起的时候，仙女座大星云刚出现在地平上，M31、M32、M110，成了我今晚的马拉松冲刺阶段的几个目标。还有英仙的M76也刚升起，由于它本身就很暗，加之太低，所以它在20x60双筒镜中几乎成为今晚最难看到的目标了。通过寇文和我反复确认，才算“放入囊中”。

凌晨3:30，摩羯座中M30附近的几个小星出现在东方山梁上，而M30还在一个山包后面，我只好等待着，聊天。

今晚气温很低，估计在零度左右，王炎已经冻得坐不住，起来活动身体取暖了。此时应该是观测宝瓶座流星雨的最佳时候，我由于“马拉松”，没有注意看流星，而王炎他们几个人停止了跟踪导星拍摄，专心看流星，到这时候已经看到13个了。正在我仰头小憩时，一颗-2等的黄色的群内流星从北天划过，带着余迹，漂亮极了！总算没白来，我也欣赏到了一颗！

就在这欢欣鼓舞的气氛中，我咬紧牙关，用冻得发抖的手转动望远镜，M30终于出现在视野中！十分暗弱，附近还有一个小星作伴。看看手表，凌晨3:40，东方天空已有点发亮了。不知能不能找到地平线附近的M33、M34，我在越来越亮的晨光中反复寻找，始终没有收获。终于在351结束了观测，

这一晚我共观测到95个梅西耶天体，是自己的最新记录了。与前次相比，这回没有留下什么遗憾，该看到的目标基本都看到了，更何况还有额外的一些收获呢！有了这两次的锻炼，我相信明年春季如果有机会再来一次“马拉松”的话，突破100大关应该没有什么问题。

schiff

深空天体观测的秘密



著：Alan M. MacRobert 译：Steed Joy
好了，你已经将望远镜瞄准了你想看的天体，你相当肯定这一点。根据你使用的星图，
寻星镜的十字叉丝已经指向了确切的位置。现在，你希望能看到些什么呢？
很可能比你期待的要差很多——但一定比它留给你的第一印象要好一些，第一印象往往
是最令人失望的。
如果你的目标是颗明亮的恒星，那它会更明显，更美丽，但却毫无细节可言。在望远镜
中，恒星是个明亮的光点，就像用肉眼看到的一样，只是更明亮一些。比恒星有趣得多
，但通常也更难观测的，是深空天体：星云，星团，和星系。用中等的望远镜就可以看
到成百上千的，像幽灵一般、令人难以捉摸的光晕。
例如你已经对准了梅西耶87（M87），这是春季夜星中一个巨大的椭圆星系，距离我们5
千5百万光年。在目镜中，你会看见一个细小的、不成形的、非常暗弱的灰色烟斑，浮现
在几颗恒星的光点之中。尽管成功地找到它也会带来一种令人激动的成就感，但许多新
手都会对这种景象感到失望。“难道所有的星系都是这样子吗？这一点儿也不像书上的
照片！”
你刚刚验证了一个事实，人类的肉眼并不适合在黑暗中工作。这与相机在低亮度下的工
作情况完全不同。我们是在阳光下进化而来的昼行型动物；我们的眼睛并没有专门对夜
晚进行设计。你用肉眼看到的星系永远不可能像书中随处可见的照片那样壮观。但是这
才更有挑战性。许多深空天体在长时间、适当的观察下，的确能够展现出大量令人吃惊
的细节——即使是我们与生俱来的、不完美的眼睛也能看到。
望远镜对深空天体所起的作用，与对月球、行星和地面风景所起的作用完全不同。对后
者来说，它的主要作用是放大遥远的细节。而对于深空天体，望远镜的主要作用是为你
不敏感的眼睛收集更多的光线。看不到深空天体的主要原因，不是因为他们太小，而是
因为它们太暗。
因此，深空天体观测拥有其独特的技巧。所有技巧都是为了帮助眼睛看到几乎完全黑暗
的东西。以下是每一个观测者都应该知道的一些要点。



天空明亮度
影响深空天体观测的一个最重要的因素就是光污染。在所有我们能列出的天体中，它对
暗淡的面状天体影响最大。黑暗天空的影响程度甚至超过了望远镜口径的影响；一架小
望远镜在农村可以看到的暗星云和星系数目，比城市中的大望远镜要多许多。
有人说，即使住在严重光污染的地区，你仍然可以透过天光看到深空天体，从而得到快
乐。纽约的观测者Jenny Worsnopp在她曼哈顿的楼顶上几乎找遍了所有的梅西耶天体；
马萨诸塞州，剑桥的天文爱好者Tony Flanders也在城市公园里实现了这一目标。只要记
住，不要因为看似平庸的结果而责备你自己或是你的望远镜。更好的选择是，记得把你
的望远镜带到乡下别墅里去。



黑暗适应度
人类的眼睛需要一段时间来适应黑暗。只要你走到黑暗的环境中，眼睛的瞳孔只需要几
秒钟就能扩张到差不多最大的程度。但是黑暗适应度最重要的部分与视网膜上的化学变
化有关，这通常需要很长时间。
在完全的黑暗中呆上15分钟后，也许你会认为你的眼睛已经完全适应夜视了。但事实上
，你的眼睛在接下来的15分钟内，对星光的敏感程度还可以增加2个星等——亮度相差6
倍。此后的90分钟，甚至更长时间里，黑暗适应度仍然在非常缓慢地增加。因此别指望
在观测的最初半个小时，甚至更短的时间内，能够很好地看清暗淡的天体。
实际上，完全黑暗是不可能达到的。即使不考虑光污染，你仍然需要一些光线来看清你
正在做的事情。天文学家长久以来一直使用昏暗的红色手电筒来照明，因为红光对夜视
能力的伤害最小。在接近黑暗的环境中，你是用视网膜上的杆状细胞来看东西的，这些
细胞几乎看不见可见光波段的红色部分。你能看见红色的光线，是视网膜中的锥状细胞
在起作用；锥状细胞可以帮助你在白天分辨各种色彩。（你有三种锥状细胞——红色，
绿色和蓝色——但只有一种杆状细胞，对红光不敏感。）你可以使用红色锥状细胞来阅
读星图和操作设备，从而保护你的杆状细胞能够灵敏地看清目镜中的东西。
你可以用橡皮筋在手电筒前面绑一张红色的纸，这样就可以得到昏暗、弥漫的光线。你
也可以在一个两节电池的手电筒上换上适合3到4节电池手电筒使用的灯泡，从而得到更
暗，更红的光线。然而，比这些传统手法更好的选择是红色LED（发光二级管）手电筒。
它高纯度，深红色的光线可以更有效地区分杆状和锥状细胞的作用范围。现在已经出现
了许多专为天文爱好者设计的LED手电筒。
另一个保护黑暗适应度的秘诀是，用一只眼睛观测，另一只眼睛阅读星图。当不进行观
测时，闭上那只观测用的眼睛，或者找个眼罩把它遮起来。


转移视线
当你直视某样物体时，它的影像会投射到视网膜的中央凹上。这个地方遍布了适应亮光
的锥状细胞，在强光下可以提供最锐利的分辩率。但是这个小凹对弱光几乎是无能力为
。因此为了看见暗淡的物体，你不得不把视线稍微移开一点。这么做是为了让目标物体
的影像离开中央凹，投影到视网膜中包含更多杆状细胞的区域，这种细胞只能看到黑白
世界，但对光线的敏感程度却比锥状细胞强得多。
为了实验这种效果，请直视一颗亮度适当的暗恒星。它会消失不见。把你的视线移开一
点；它又会再次出现。
练习将你的注意力集中在稍微偏离视线中心的物体上。这种技巧被称为转移视线。在深
空观测时，几乎在所有场合下都需要使用这一技巧。
实践表明，当目标朝着鼻子方向，偏离视线中心8°到16°时，眼睛对暗淡物体最敏感。
向上偏离视线中心6°到12°时，也同样敏感。要避免将目标朝着耳朵方向偏离太远；这
样影像会移到视网膜的盲点上，这样就完全看不见了。
实际上，目标应该偏离中心多远，这是个非常矛盾的问题。偏得不够远，就起不到最大
的暗视效果；偏得太远，又会丧失分辩细节的能力。
你的间接视力对运动物体高度敏感。在特定的情况下，晃动一下望远镜就会使一个大型
、暗淡的星系或者星云幽灵般地浮现在视野中。当晃动停止时，一切又会消失在迷离不
清的天空背景之中。
但在其他情况下，只有完全相反的技巧才能适用，尤其是对那些即小又暗的天体。科罗
拉多州天文学家Roger N. Clark在1990年出版的《深空天体的目视天文学》一书中记载
，有些研究表明肉眼事实上可以像照相底片一样，长时间累计光线——只要这一影像能
够保持完全静止。在明亮的光线中，眼睛的积分时间，或者说“曝光时间”，只有大约
1/10秒。但在黑暗中，Clark声称，事情就完全不同了。只要你能够将图像保持在视网膜
上足够长的时候，肉眼就可以在长达六秒的时间内累计曝光，合成一张可以看见的暗淡
影像。这么做与我们的本能有点背道而驰，因为在明亮光线中凝视某件物体，时间久了
反而会看不清楚。
长时间曝光也许可以解释，为什么有些资深的观测者能够看见的深空天体，初学者却看
不见。也许是因为老手已经在无意中学会了什么时候应该保持眼睛静止。这也有助于解
释为什么保持身体的舒适对于观测暗天体是如此的重要。疲劳和肌肉收缩都会增加眼睛
的移动。

使用高倍率
传统的想法认为，低放大率（低倍率）对深空天体观测更为有效。毕竟，低倍率将面状
天体的光线聚集在更小的面积内，增加了视表面亮度（照到视网膜上每平方毫米的光线
总量）。但是，就像Roger Clark已经证明的那样，这个假设通常是不正确的。许多暗淡
的深空天体更适合用高倍率观测。其中的原因非常微妙，也很重要，下面我们会说得更
详细一点。
与相机和其他纯机械的光学系统不同，肉眼在暗弱的光线下分辨率会降低。这就是你不
能在晚上阅读报纸的原因，即使你能够看见报纸，即使夜晚你的瞳孔扩张得更大，理论
上应该可以比白天更清楚锐利地看清上面的文字。研究表明，肉眼在明亮的光线下，可
以分辨小到1角分（1/60度）的结构，而在夜晚的暗淡光线下，连20到30角分（1/3到1/
2度）大小的结构都无法看清。这差不多相当于肉眼看月球的大小。因此，只有在将它们
放大到几十个角分时，极暗天体的细节才能被分辨出来，这通常需要使用非常高的倍率
！
肉眼为什么会是这样的呢？这与我们的眼睛处理夜晚光线的方式有关。照相底片是被动
地记录光线，而视网膜神经系统则拥有强大的计算能力。在暗弱的光线中，视网膜会与
邻近的区域比较信号。一个只能投影在一小块面积上的暗淡光源——比如目镜中的一个
小星系——可能完全看不到。但是它的确被视网膜记录到了，证据就是拥有同样低表面
亮度的较大的星系就可以很容易看到。实际上，当杆状细胞看到一个可疑的光信号时，
它们会向周围其他的杆状细胞询问有没有看到这个信号。如果答案是肯定的，这个信号
就会通过视觉神经传递到大脑中。否则，这个信号就会被丢弃。
当一个像被放大到高倍率时，它的表面亮度的确变暗了。但是进入眼睛的光子总数仍然
是相同的。（光子是光线的基本粒子。实验表明大部分人能够感觉出低到每秒50到150个
光子的亮度。）实际上光子分散在更大的面积内并没有太大关系；视网膜的图像处理系
统会处理它们。当然必须在一定的亮度以上。合适的放大倍率必需满足以下的平衡：即
影像要有足够大的角直径，表面亮度又不能降得太低。
所有上面这些对深空观测意味着什么呢？简单来说，对任何天体都尝试使用不同的放大
倍率是个明智之举。（更明智的选择，高质量变焦目镜会让这一切变成小事一椿。）你
会惊奇地发现，在不同的倍率下，看到的东西会相差得如此之大。
还有一点：有些人相信长焦距（大焦比）的望远镜中的暗天体图像比短焦镜中的更清晰
，对比度更高。但焦比并不是关键。这可能只是因为长焦望远镜的放大倍率更高！（也
可能长焦镜的光学性能更好，因为“慢”反射镜或是折射镜片总是比“快”镜更容易制
造。）

捕捉色彩
深空天体经常使初学者失望，并不仅仅因为缺乏细节，还因为缺少那种照片上记录到的
绚丽色彩。
为了能够向我们显示出色彩，深空天体的表面亮度必须亮到足够刺激视网膜的锥状细胞
——如此明亮的深空天体屈指可数。猎户座星云（M42）的最明亮部分满足标准，还有一
些细小，但表面亮度够高的行星状星云。对暗淡物体的颜色辨别能力因人而异，差别很
大，这很令人吃惊。
转移视线法并不适用于捕捉色彩。锥状细胞最密集的地方是中央凹，因此请直视你的目
标。在这种情况下，最低的有效放大率效果最好。大口径望远镜对那些寻找深空天体颜
色的人们尤其有利。


其他提示
对每个深空观测者，即使是那些使用电脑寻星望远镜的人，非常详细的星图仍然非常重
要，比如《Uranometria 2000.0》和《Millennium Star Atlas》中的那些星图。如果你
知道暗深空天体在你望远镜视野中的确切位置，就能更确定地看到比平时暗一个星等的
天体。这相当于把你的望远镜口径增大了60%。
当你全神贯注于一个非常接近视力极限的深空天体时，经过10到15秒之后，有没有感觉
越来越看不清楚呢？是天空的背景亮度增加了吗？问题在于：你不知不觉地摒住了呼吸
。低氧状态可以迅速破坏夜视能力。一位老变星观测者的秘诀是，在试图观测非常暗弱
的目标之前，先进行15秒左右的深呼吸。观测时则应该保持呼吸均匀。
酒精、尼古丁，和低血糖也会减弱夜视能力，因此进行深空观测时不应该饮酒、吸烟，
或者饿肚子。带上一份快餐。缺乏维生素A也会削弱夜视能力，但如果你已经有足够的维
生素A，再多吃也不会有任何好处。发达国家中，几乎没有人会缺乏维生素A。因此别指
望胡萝卜汁能够提高你的夜视眼。
在强烈的阳光下呆得太久，会降低此后几天内你适应黑暗的能力，因此如果长时间在户
外活动最好戴上太阳镜。必须使用标签上注明防紫外线的太阳镜（不管是UVA还是UVB）
；有些便宜货是不防紫外线的。经年累月的太阳紫外光（也许还有更明亮的可见光）会
使我们的晶状体和视网膜逐渐老化，降低敏感性，增加视力疾病发病的可能性，比如白
内障和晶状体浑浊。因此，如果你在户外佩戴普通眼镜的话，请你的验光师在镜片上加
镀一层紫外滤膜。这是个既便宜又简单的方法，可以大大地减少你一生中暴露在紫外线
下的时间，因此不管医学上有没有即刻的需要，任何一个戴眼睛的人都应该加镀紫外滤
膜。
最重要的是，要有耐心。如果最初你在星团、星云、或者星系应该出现位置上什么也没
看见，那就继续观察。然后你就会看到更多的东西。你会很惊奇地发现随着观察时间的
增加，越来越多的东西会闪进你的视线——更暗一点的恒星出现在这里和那里，可能刚
好就是你想观测的天体。瞥见一次，就会瞥见第二次，之后你会越来越经常地瞥见它。
几分钟后，也许你就可以在原先什么也看不见的位置上持续地看到你的观测目标了。
你的观测技巧会随着练习而提高，这是毫无疑问的。将视力推至极限的才能是可以后天
学习的。“别指望你能够一眼就看到，”18世纪的观测者威廉?赫歇耳写道，他常被认为
是现代天文学的开创者。“目视能力在某种程度上是一项需要学习的艺术。我花了许多
夜晚来练习观测，如果经过这样持续的练习仍然达不到这种灵敏度的话，反而是件很奇
怪的事情。”

schiff

天文观测场地的选择



    要进行天文观测，没有一个好的场地是绝对不行的。观测场地周围的环境直接影响着观测效果：如果障碍物过多，很难见到观测目标，就更甭提观测了；如果气流变化过大，会造成图象的抖动和变形，使望远镜的分辨率降低；如果天空被灯光照得很亮，极限星等（肉眼可见最暗恒星的星等）就会降低，换句话说，也就是看到的恒星数就会减少，对观测和摄影都会造成很大的影响，甚至根本无法进行……为了使观测活动达到预期效果，选择一个合适的场地是必须的，选择时要注意以下几点：

　　一.选择一个开阔的场地，如运动场，使能看到的天区增到最大。如果住在高楼林立的居民区内，在楼下随便找个地方是绝对不能观测的。可想而知，在几栋楼之间要想看到天顶以外的部分是件非常困难的事情。在运动场之类的地方就可以避免这些麻烦事了。

　　二.其次，要注意气流的影响。若在建筑物附近观测，应特别注意要避开开着的窗户，因为在开着的窗口附近，很容易产生复杂的气流，以至于影响观测效果。此外，还应该注意尽量避免直接在水泥地面上观测，因为水泥的比热容（降低同样温度放出热量的多少）很小，所以在夜间温度会很快下降，也会造成气流变化。土地就比水泥地面好得多，如果有条件的话，最好选择在草地上观测，因为草地含有大量水分，水的比热容又大，所以不易引起气流的剧烈变化。当前，许多天文台都建设在海边或海岛上，主要也是因为这个原因。

　　三.再次，灯光也是一个不可忽视的问题。随着经济的发展，城市的灯光越来越多，天空被照得越来越亮，而且许多灯都是彻夜不关的，正如上面所说，这对天文观测造成了极为严重的影响。虽然你不能为了进行观测而不让城市发展，但是我们可以主动的去避开灯光。在美国，天文爱好者们为了躲避灯光的影响，自己驾车几十，甚至几百公里来到野外进行观测的事情已是屡见不鲜了——我们也只能学他们，找一块自己认为足够黑暗的地方——当然，应该是自己熟悉的地方，千万不要到自己毫不知情的荒郊野外，以免发生危险。

　　综上所述，中间带草坪的大运动场是一个不错的选择，也许楼顶的平台也可以参考，但要注意安全！还有一点，那就是尽量找一个离家近的地方，否则，观测时间会因此大打折扣的。

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流星雨观测指南


首先声明一点：天文学中的绝大多数流星雨，都不会出现大家心目中那种“星殒如雨”的场面，如果你只想看到这种场面并且只认为这种场面才算是流星雨的话，那么基本上这辈子也没有一次机会（原因后文详述）！
　　●一些基本概念解释：
　　1.理想观测条件：指天空非常晴朗，大气透明度非常好，天空完全黑暗，没有任何人为的光污染，没有月亮时的观测条件。
　　2.星等：表征星星亮度的一个量。我们把理想观测条件下正常人肉眼能看到的最暗的星定义为6等星。星越亮，这个数字就越小。比如北极星是2等星，织女星是0等星，天狼星（全天最亮的恒星）是-1.4等星（你没有看错，是负数星等和小数星等）。星等每差1等，亮度相差2.512倍，这样1等星就比6等星亮100倍（2.512的5次方）。
　　3.目视极限星等：表征观测条件好坏的一个量，指你在所处的观测条件下肉眼能看到的最暗星的星等。理想观测条件下的目视极限星等为6等，观测条件越差这个数字越小。在一个大晴夜没有月亮时，偏远的农村目视极限星等能接近6等，城市近郊目视极限星等大约4-5等，小城市中大约3-4等，而像北京这样的大城市中，一般就只有2等甚至更小。
　　4.极大和爆发：所有流星雨都不是只在某个时刻才能看到的，而往往是连续好几天甚至一个月都能观测。但是大多数时候流量都很小，只在一个相对很小的时间段里才会有大量的流星雨出现，这时我们称之为该流星雨的极大；而爆发主要是针对一些周期性流星雨而言的，它们在大多数年份里，就算极大时流量也很小，但在某几年却有可能出现流量特别高的极大，这就是爆发。
　　5.流星雨的辐射点：流星雨看起来都是从天空中同一个点发射出来的，这个点就叫做辐射点。其实这是因为透视造成的。流星雨时所有流星体的运动方向都是平行的，但就像我们站在铁路上往远方看两条铁轨交汇于一点一样，看起来这些流星体就好像从一个点发出来往四面八方而去。反过来，判断一颗流星是不是该流星群内的，只需看其反向延长线过不过那个辐射点。
　　6.ZHR：表征流星雨大小的一个量，指在理想观测条件下，流星雨的辐射点位于头顶正上方时，每小时能看到的流星数量。如果目视极限星等到不了6.5等，或者辐射点不在头顶，能看到的流星数量都会减少。
　　7.流星雨的命名：我们一般用流星雨辐射点所在的星座或附近比较明亮的星名来命名这个流星群，例如狮子座流星雨的辐射点就位于狮子座中。
　　●我们每年能看到哪些较大的流星雨？
　　目前每年会发生的较大流星雨科学家们都已经掌握了。翻阅06年的《天文普及年历》，能看到31个流星雨的预报。其中有18个的ZHR都小于10！这样的流星雨就算在极大时在理想观测条件下每小时也只能看到几颗，观测条件一旦稍差有可能一颗都看不到，显然不推荐大家观测；另有5个流量很不稳定，极难预测，大多数年份ZHR可能也是不到10，但突然遇上爆发有可能到几十甚至数百（比如前不久炒得很厉害的天龙座流星雨爆发时甚至可以上千），这种没准的事情天文工作者比较喜欢监测，但也不推荐普通爱好者观测；还有4个流星雨ZHR在20—100之间，这样的流星雨就比较值得有专业精神爱好者观测了。剩下4个中，狮子座流星雨比较特殊，后文详述，这样就还剩下3大ZHR比较稳定且能上百的流星雨：1月初的象限仪流星雨、8月中旬的英仙座流星雨和12月中旬的双子座流星雨，它们才是普通爱好者每年值得观测的流星雨。
　　当然，不是说这三次流星雨每年都一定能很好的观测，因为还有其他许多因素影响：
　　1.月亮。这个巨大的光源我们是无论如何避不开的，所以具体到某一年要准备观测流星雨时，还要考虑当时的月相，只有在极大时月亮已经落山或者尚未出来时观测效果才会比较好。比如2006年的3大流星雨中，8月13日的英仙座流星雨极大就受月光影响很大，不适合观测。
　　2.极大时刻在我们当地是白天还是晚上。如果是白天，因为预报的不准确性，倒是也可以监测，但是效果多半会大打折扣。
　　3.极大时的天气状况以及观测地的情况。如果天阴或者没法到郊外观测只能在城市里，那基本就不要指望看到什么了。
　　到这里，大家终于明白一年要看一次像样的流星雨是多么不容易了吧！
　　●当之无愧的流星雨之王——狮子座流星雨
　　这个著名的流星雨几乎是唯一一个能给人真正“星殒如雨”感觉的流星雨（当然天龙座在大爆发时也勉强可以给人这样的感觉），它在历史上爆发时曾经达到过上10万的流量！你可以想象一下，10万/小时，1小时3600秒，意味着平均每秒都能看到将近30颗流星，并且这个流星雨中火流星（就是那种特别亮的流星）很多，那是何其壮观的场面！不过它的爆发有个简单的33年的周期，也就是说，每过33年，我们才有连续的三四次机会目睹这样的爆发，平常年份这个流星雨的ZHR也就10—100。
　　上一次的爆发预计在1999年前后，结果人们从1998年监测到2002年，其中：
　　1998年的ZHR达到了400，但比预报提前了一天，大多数人都错过了；
　　1999年，科学家修改了预报模型，成功预报了这次的流星雨。不过这一年的爆发时刻是北京时间18日中午，中国爱好者没能观测到精彩的爆发，欧洲方面的观测显示ZHR达到了3700！这就已经是很强的流星暴雨了；
　　2000年，这个流星雨的ZHR又回落到了几百的量级，并且当时北京下雪，所以也没能进行很好的观测；
　　2001年，中国的爱好者苦等了4年，终于盼到了一次最好的观测机会：极大时间11月18日晚上，没有月光干扰。而狮王也没有让我们失望，发出了一次真正的怒吼——ZHR达到了10000以上！！！所有在11月18日晚上观测过这次流星雨的人相信都是终生难忘。很幸运的我观测了这次流星雨，那晚我没干别的，一直仰着脖子看流星，同时大声地说出流星出现的方位、亮度、速度以记录到录音机里。我的嗓子一刻都没有休息的机会，因为流星总是在不断的出现，各种各样的火流星，有时几颗一起出现，有些颜色是绿色的，有些能划过整个天空落进地平线，有些出现以后还会再次爆炸改变轨迹，有些亮到可以照出人的影子，有些会在空中留下十几分钟不散的余迹……那晚我几乎完全疯狂了，脖子仰累了，就干脆躺在冰冷的地面上；嗓子沙哑了，喝口水接着来。很多同学一开始看到那么多流星也很激动很热情地观看，到后来却一个个都“恶心”得不想再抬头了——实在太多了，都看腻了！！！当然，我是看不腻的，一个天文爱好者面对这么壮观的天文现象怎么可能看腻呢！狮子座流星雨真是上帝赐予人类的珍贵礼物啊！！！直到天色发白我们坐车往回返的时候，在车里透过窗户还能时不时地看到火流星呢！
　　2002年，据预报也会有很高的流量，不过极大时刻在北美一带，且有满月干扰，观测条件不佳。最终墨西哥方面的报道显示每小时也能看到1000多颗流星，这在满月的干扰下已经是相当恐怖的流量了！
　　然后，狮子座流星雨就暂时销声匿迹了，下一次爆发按常理应该在2033年。可是这个周期不总是那么准的，因为这个流星群还受其他很多因素影响。据预测，2033年和2066年，狮子座流星群受木星引力摄动的影响，将不会有所作为。那两次也许会有小爆发，但不大可能出现2001年那样壮观的场面。真正的下一次大爆发，很可能要等到2099年去了。换句话说，虽然很遗憾，我也要告诉大家：绝大多数现在正在看这篇文章的人可能此生都见不到那种真正“星殒如雨”的流星雨奇观了。
　　结论：所以，如果想在有生之年真正看一次流星雨，也就务实点，挑一个预报机会确实很好的普通流星雨，做好充足的准备工作，仔细的找一个理想的观测地，然后踏踏实实的看一晚上吧！如果在爆发时你一小时看到了50颗以上的流星，那就是相当相当不错的成绩了！知足吧！
　　●我们该怎么目视观测流星雨？
　　在确定了一次流星雨的观测机会确实很好——ZHR够大，极大时无月光影响且极大时刻在中国的晚上——而决定观测以后，我们还要进行以下准备工作：
　　1.看天气预报，确定当时的天气状况。当然由于天气预报也不是很准，所以其实就算预报阴天甚至下雨有时也可以碰碰运气，前提是你要有足够的兴趣和承受失望的勇气。
　　2.找一个理想的观测地。在城市里基本是不要指望看到什么的，所以最好去郊外或者农村光污染少的地方，且观测地地势最好要比较高，周围不要有太高大的阻碍视线的障碍物。切记夜间去野外时，保证安全是第一要务，最好是多约几个人一起出去。如果在农村有亲戚朋友那再好不过，否则的话尽量在观测地附近找一个农家院或者小旅馆住宿，这样困了累了还能休息，也可以直接在院子里或楼顶上观测（只要把附近的灯都熄了），充分保证安全，当然有条件的也可以背帐篷露营。由此也可以看到，观测前最好找个白天先外出踩好点，以免事到临头抓瞎。
如果实在没有条件去郊外，那在城市里的话也要尽量找灯光不那么密集且视野开阔的地方，高楼的楼顶、大江大湖的边上、学校里的操场、公园绿地里的大空场等等都是可以考虑的地方。
　　3.基本上，观测流星雨只需要带上我们的眼睛就行了，但为了更好的观测，还是建议大家多带一些辅助装备：
　　○保暖：要在野外熬通宵，保暖是非常重要的环节，谁也不想观测以后重感冒连续一周躺床上输液吧！就算是夏天，北方的野外在凌晨时气温也会只有十几度，穿短袖是肯定会冻着的；如果冬天就更不用说了，尽量穿成北极熊才好呢！所以，出发时尽量穿厚一些的衣服和鞋，并在大背包里再塞入一些厚衣服、厚袜子，有帽子、围巾、手套也最好都带上。在这里给大家推荐军大衣，特别王道^_^！另外还可以准备一些巧克力之类的高热量食品和用一个保温杯装一杯热水。
　　千万注意，一定不能生火取暖！会不会造成火灾先不说，那么亮的火光你还看什么流星啊！-_-b
　　○防潮垫或躺椅：如果一直仰着脖子看，很快就会酸疼；但是如果低头休息，就有可能正好错过一颗漂亮的流星，所以解决方案就是准备一块防潮垫，这样就可以躺在垫子上舒舒服服的观测了。当然，要想更舒服还可以准备类似小枕头之类的东东，只要你带得下。如果你住亲戚朋友家或在旅馆里观测而碰巧他们有躺椅，那么也可以起到类似防潮垫的作用。
　　○防蚊虫叮咬：尤其是在夏天，野外的各种蚊虫是五花八门种类繁多，相信没有几个人的皮肤能承受那种东西长时间的轰炸。比较常规的解决方案是在裸露皮肤上涂抹一些防蚊虫的药物，在附近点上蚊香或者干脆就穿长衣长裤。冬天无所谓了，就算有那么几只蚊虫没被冻死也不会对“北极熊”的外壳造成任何威胁。
　　○手电筒或头灯，作用不用我多说了吧-_,-！要提醒一点的就是观测时手电最好包上红布以免刺激已经完全适应了黑暗的眼睛。
　　○手机之类的通讯工具。不要怕被抢劫而不敢带出去，至少在遇到迷路之类的危险时可以用于求救！
　　○如果你想留下更美好的回忆，那么建议你带上一个录音机或数码录音笔、MP3之类的东东给今夜的观测做一次语音记录，不过要小心手指冻僵！
　　那么观测流星雨时应该往什么方向看呢？由于流星雨是从辐射点出来向四面八方发散的，所以理论上我们向天空任何方向看都行。当然，比较好的观测区域是辐射点附近的、高度比较高的天区（这点在暗流星居多的流星雨中更为重要）。至于辐射点的位置我们不用精确的知道，只需知道大概方位就行了。不过在实际观测时，多数人盯着一片天区看上一段时间都会烦的，那就随意的四处看吧，没关系的！
　　更详细的知识解说和观测指导见：http://www.bjp.org.cn/otherpage/leonid2001/leonid2001_9.htm
　　●其它
　　如果想最简单的拍摄流星雨，那么找一台有B门的相机和一条快门线（或者遥控器），接在一个尽量牢固的三脚架上，用镜头的最广角端，把焦距调到无穷远，光圈开到最大，快门设到B门，白平衡设为日光白平衡（胶片机无此设置），ISO调到800以上（如果是胶片机则要购买ISO800以上的胶卷），然后就对着天上拍吧！挑选方位时除了注意前文提到的事项，还要注意在长时间曝光时一定要避免镜头被意外出现的光源照到（比如对面突然过一辆车或者突然有人打开手电）。曝光时间要比较长，十多分钟甚至半个小时都没关系。机械相机长时间曝光没问题，电子快门的相机就要注意使用交流电源适配器或者准备足够的电池（冬天低温下电池效率会大幅下降，这时只有交流电源适配器才是王道）。另外，不要使用UV镜，因为会减弱本来就很弱的星光；尽量使用定焦镜头，因为效果远远强于变焦镜头。

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双筒镜环游月球

    由于月球直径达3476km，大约是地球直径的1/4，而且离我们仅有38万公里，因此它
在小望远镜和双筒镜中也可以呈现出无比多的细节。小望远镜和双筒镜也照样可以让你
领
略到月球上明亮的高原，暗色的平原和放射状的环形山。

    月相以大至一个月为变化周期。月相从朔月开始，然后是新月，接着是弦月（半个
月
亮），之后是凸月（足球形），直至满月。然后，月亮开始亏缺，由凸月，弦月，新月
，
再次回到朔月。几乎在每一本日历上你都可以找到主要月相的具体日期。

    除了满月之外的每个月相，你都可以注意到月球被明暗界线分成两部分，一部分月
面
沐浴在阳光中，另一部分则处于阴影中。明暗交界线处是月面特征最突出的地方。在小
望
远镜或是高倍双筒镜中，明暗交界线附近的月面会呈现出极大的对比度和丰富的细节。
当
你从交界线进入亮区的时候，你会发现那里的地势看上去较为平坦。而在交界线附近地
势
则看上去比较陡峭，这是因为此时太阳正位于月球地平线附近，这时每一座小山都会拉
出
一条长长的影子，就制造出了高大巍峨群山的假象。

    景色是不断变化的。夜复一夜，明暗交界线慢慢的穿过月面，影子的图案也随之变
化
，新的风景出现，旧的风景消失。你可以在1或2周内仔细的观察同一个月面特征在不同
月
相下的变化。一座环形山，在月球上日出时，可能看上去像一个漆黑的无底洞，过几天
当
太阳升高之后，它也许看上去会像一个茶碟，而当满月时它则会变成一个白色圆斑。

    如果你能稳定的支撑你的双筒镜，使它不致摇晃，那你将会发现更多的细节。当你
观
看星空时，低倍双筒镜，例如7×35和8×50（“×”号前为放大倍数，“×”号后为物
镜
的直径，以毫米为单位，译者注），可以提供一个宽大的视场，这在观测月亮时并没有
多
大好处。对于观测月球，放大倍率越高越好——前提是你有一个稳定的支架，例如照相
机
三脚架。高倍双筒镜，例如12×60和20×80，就很适合进行月球观测。一旦你掌握了双
筒
镜的瞄准和调焦，你就可以慢慢欣赏月球的动人之处了。

使用月面图

    使用月面图，首先转动它，直到它与你在双筒镜中所看到的一致。我们的行
程
从月球上大而暗的平原开始，它们被称为“海”（mare）。早期的观测者和17世纪的月
面
图绘制者认为这些比较暗的区域与地球上的海洋很相似，因此用想象中的名字给它们命
名
，比如酒海，云海。现在我们知道月球是一个既没有空气也没有水更没有生命的世界。
而
这些海只不过是几亿年前熔岩流入这些低地所形成的。



    当月亮还是黄昏后的一轮新月时，我们就可以看到图中右侧边缘的部分。正如你所
   
看到的，危海和丰富海是“海”中唯一可以看到的两个。几天之后，明暗交界线会渐渐后
退
，  慢慢的揭开酒海，静海，和澄海的面纱。在上弦月时，你可以看到整个月面的右半部
分
。之后，酒海和云海就会出现，在满月之前风暴洋和湿海也会进入眼帘。

    在满月时月亮会发出耀眼的光芒。因为此时阳光从我们后面直射月球，在月面上不
会
出现山脉和环形山的影子。此时，第谷环形山，哥白尼环形山和开普勒环形山的辐射纹
也
会特别的显著。这些辐射纹是陨石撞击时碎片飞溅所留下来的痕迹。满月之后，阴影又
会
自右向左慢慢的覆盖整个月面。

    和天文望远镜不同，双筒镜可以给你一个正常的图像，不会是上下颠倒的，更不会
是
镜像的，让你很容易地把所看到的东西与月面图进行比对。一旦月面图指向正确之后，
你
能很快的找到并认出主要的海、环形山和山脉，还有其他的细节。相信不久之后，你会
像
了解地球一样对月球地理也了如指掌。

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使用望远镜的艺术(转MIT）


    一旦你拥有了一架望远镜，你期望从它那儿得到些什么呢？或多或少都会有些出乎
你的意料。

    业余天文学家的最大乐趣之一是向他人展示星空的壮美。当人们第一次通过望远镜
看到月亮和土星时所发出的惊叹声是对那些望远镜拥有者的最大回报。自然地，你会将
望远镜对准地平线上最壮观的天体。有时你会有一种向人们展示更经典的天体的冲动—
—那些若隐若现、勉强可见的目标——“让人们了解什么是真正的天文学”。但反映却
不那么令人鼓舞，甚至当人们被告知他们正在看的是一颗回归的彗星或是一个离我们40
00万光年远的星系时，也是如此。

    事实上，在业余级设备所能看到的数千个天体中，大多数一点也不壮观。任何有望
远镜的人，期望得到那些具有视觉冲击的画面都是徒劳的，他们已经走入了误区。

    天文学的魅力不在于此，它更有深一层的含义。目视观测意味着去寻找那些极其暗
弱、微小、难以找到的天体，或者是三者皆而有之的天体。任务越是艰巨，然而，成功
之后的回报越是大。兴奋与喜悦总蕴藏在寻找和看到那些离我们极其遥远的天体之中—
—并且从中获得技巧和知识，就像一个业余天文学家。

    许多人买望远镜，就好像它是一部彩电，希望它们自己能放出图像。可是望远镜更
像一架钢琴，它的回报总是与你在它身上花的时间成正比的。然而，学习用好一架望远
镜远比学会一种乐器要来的简单。如果你坚持不懈并且仔细实践在下文中提到的一些技
术，相信不久之后你就会精于此道了。
了解你的设备

    很自然，每个人都会在白天第一次使用他的新望远镜。这是你熟悉望远镜的机会，
它的运转、指向、调焦、不同的目镜和放大倍数，之后你就可以在晚上干任何事了。

    寻星镜。几乎每台望远镜在其一侧都有寻星镜来帮助你瞄准目标。你需要一个寻星
镜，因为主望远镜的视场太小——只能看到一小片天空——你无法精确的辨认出他正指
向哪儿。

    放大倍数越高，视场越小。例如，在50倍的放大倍率下，你所能看到的天区大小仅
相当于在离你一个手臂远的地方你手指甲所能覆盖的范围。另一方面，通过一个8倍的寻
星镜，你能看到的天区则相当于一个高尔夫球在一个手臂远的地方所能覆盖的区域。

    这已足够大来瞄准一些目标了，并且使它们出现在寻星镜的视场中。一旦它们出现
在视场中了，把它们调至十字叉丝的中央。如果用主镜来完成这些工作，其艰巨程度是
难以想象的。

    最重要的事先做：你需要调节寻星镜支架的螺丝使它与主望远镜平行。在白天，使
用低倍目镜将主镜对准至少数百米远的某个物体（但不要对准太阳！不要将望远镜对准
太阳，否则你会使自己致盲）。远处的树顶是理想的选择。不要介意它是上下颠倒的。

    现在通过寻星镜观察，看到树顶了？它是否在十字叉丝的中央？调整寻星镜支架上
的螺丝，直到十字叉丝的交叉点与目标重合。现在检查一下主镜，确定它没有转动。然
后换一个高倍目镜，重复前面的步骤直到寻星镜的指向以被精确的调整并且锁定。

    你会问，为什么树顶是上下颠倒的或是指向其他古怪的方向？答案是这是一架天文
望远镜,毕竟在宇宙中没有上下之分。因此，视场的方向性无关紧要。把影像调回正确的
指向需要额外的光学器件，这会增加费用和设备的复杂度并且可能会稍稍降低图像的质
量。因此，“正像”透镜组织用于地面上的望远镜，它们只用于观察地面上的东西。

    接下来则是支架。在《如何选择望远镜》一文中提到，望远镜支架有两种基本类型
：赤道式和地平式。

    赤道式的支架仅允许望远镜沿着天空中的南北方向和东西方向运动。地平式的则是
上下、左右运动。地平式支架有简单的优点。赤道式的则非常有用，但你需要花时间来
适应。

    赤道式支架。如果这是你买的那种，找到它的极轴。在户外，架起你的望远镜使极
轴指向北极星。现在望远镜就能绕着这个轴跟踪天体在天球上的运动了。

    将你的望远镜从东面的地平线扫过天空然后指向西边的地平线方向，想象一下这就
是晚上恒星运动的轨迹。一开始赤道式支架的运动看起来很笨拙而且不可预测。但是记
住，无论望远镜指向哪儿，它始终朝向或远离北极星（天空中的南北方向）运动，以及
垂直于此方向的方向（天空中的东西方向）上运动。这需要你在白天花时间练习和适应
。

观测技巧

    天文学的挑战是我们必须观察离我们极为遥远的天体。在地球上当你想看清楚某样
东西，你的本能是靠近它，然后看个真切。但是，对于遥远的恒星和星系，我们只能呆
在我们所在的地方。因此，从望远镜天文学诞生至今，观测的技巧始终是将你的眼睛发
挥到最大限度的艺术。

    观测提示。当你通过望远镜观察时，请仔细调焦。一个好的观测者总是乐于花时间
在调焦上，尽量使星象变得最尖锐。许多人发现保持两只眼睛都睁着比较好，因为闭起
一只眼睛会使另一只工作的眼睛疲劳。你可以用手盖住你的一只眼睛。

    不要期望一下子就能看到天体的细节，看一眼所能看到的总是比后来的少。这是事
实，不管你观测的是一个仅能从天空背景中区分出来的星系，或是月面上的细节，或是
一颗明亮的行星。

    需要花时间才能看到细节的一大原因是地球不稳定的大气。由于在我们上方微弱但
总是存在的热气流，使星像在高倍放大下总是显得闪烁和沸腾。这种闪烁的剧烈程度—
—被称为大气视宁度——每晚甚至是每分钟都在变。

    当你观察一个“颤抖”的天体，不可预料的细节会在大气稳定的瞬间闪现，此时星
像会变得尖锐，但却在你意识到它之前就消失了。有经验观测着的会记住这些美妙的时
刻并且忘掉其他的部分。大气视宁度对于用高倍率观测明亮的天体尤为重要，但它也可
以影响暗弱的天体。

    然而，需要花时间才能看到细节的主要原因不是大气的影响而是眼睛和意识。从视
场中发现暗弱的天体意味着学习新的视觉技巧，这需要聚精会神的努力。

    你会发现眼睛对一些极难观测的天体的成像非常的慢。当一个细节被看到并固定下
来时，你会想没有东西会在被看到了。但是几分钟后，另一个细节出现了，接着是另一
个。

    为了使你确信这一点，用肉眼观察一片天空并且努力去发现暗弱的恒星。一些恒星
会被立即看到，另一些则要花上几分钟。当没有恒星出现时，大多数人决定放弃了，但
是请再坚持一会儿。可能在先前认为空无一物的区域出现了星点。过一会儿，你至少能
多看半个星等了。

    火星是这一效应的经典例子。当初学者第一次用小望远镜观测火星时，火星可能是
天空中最令人失望的天体。它仅仅是个小而无细节的橙色绒球。初学者走到一边让一个
有经验的火星观测这来看。片刻的沉默。“那是 北极冠……，南部一大片暗区一定是E
rythraeum海。哦，我看到Meridiani湾了……在西边有一片云。”

    初学者上前再看。仍旧什么也没有，只有一个绒球。也许北部的边缘变得亮了一些
，火星也不再是均匀的橙色，但是仍然没有什么值得注意的东西。然而，下一次初学者
就不再是初学者了，慢慢的亮区和暗区已经可以分辨出了。

    一个训练视觉能力的绝佳方法是画素描。不必把它做成艺术品；我们的主要目的是
在你的笔记本中用比文字更直接的方法来记录细节。素描星场不需要任何艺术天赋，但
是通过素描一个天区，其中包含一个暗弱的小行星或是外行星，你可以通过检查几天或
是几周前的素描来识别出这些天体的位置变化。

    对于素描行星，尝试用肉眼来画月面。如果你有锐利的视力，月亮在肉眼中所展现
出的细节元比行星在望远镜中所展现的细节要多得多！画一个直径几英寸的半圆，描绘
一些圆的目标，然后画出月面上明暗部分的交界线。仔细用铅笔添加主要的暗区，然后
寻找一些细小的斑点。现在你一看到了许多月面上的细节，比你所能想象的要多得多。


    “教训是显然的，”英国《业余天文学家手册》的作者詹姆斯·穆尔登（James Mu
irden）写到，“不应该浪费任何使用望远镜训练你眼睛的机会；用不同的放大倍率观测
同一目标可以看到它们的不同效果；尝试观测暗弱的恒星；画下行星的细节。在开始阶
段，这看起来全是无用功；观测记录本中会充斥着无用的素描和失败的记录。但表面上
无用的劳动却是必需的，因为几周之后，训练的效果就会慢慢的显现。一些被认为是极
难观测或是无法观测到的天体会在第一次观测中被识别出来，一些暗弱的影像也会出现
在视场中。确实，这些细节会变得如此的清晰以至于观测者会把这本质上的改善归功于
观测条件的好转。但这却主要归功于你的眼睛。”

使自己更舒适

    很自然，这一点会被望远镜所带来的不适或是不方便所摧毁。你需要一张桌子来放
星图、红色手电、目镜、笔记本、铅笔和其他设备。对我来说，完美的解决方案是一张
有四条可折叠的金属腿的牌桌。它很大，又轻且便于存放。它是我20年前在二手市场花
了4美元买到。

    一个可旋转的目镜盘会带来许多便利，因此它已几乎成为了望远镜的必备附件。如
果你能找到或是做一张可调节高度的观测椅，你的望远镜会向你展示一个全新的世界。

    赤道仪运转中的不稳定或是速度过快都是会招致恶果的，尤其是当你没有钟转仪时
。请确认望远镜已经调至平衡状态；它不应该朝一个方向运动比较容易，而朝另一个方
向运动比较困难。不要害怕拆开赤道仪并且将它退还生产厂家，如果它确实不令你满意
。数年前我为6英寸折射望远镜买的赤道仪转起来十分的颠簸。在尝试了几种润滑油之后
，我在所有的轴承表面上都涂上了蜡。支架的夹子是螺栓式的，它们由于拧得过紧顶住
了支架；我在螺栓的一端塞入了一小块皮革，并加入一些石墨粉和一些油，因此使其具
有了可调节的张力。改善的效果是显著的。在高倍情况下我仍能平稳的跟踪一颗恒星，
仅靠我的鼻子轻推目镜就行了。

    在冬季，你要遵从天文学家的标准建议，穿足足以低档华氏20度到30度的低温的衣
服，否则你就要吃苦头了。在夏季，在驱蚊剂发明前成功的观测是如何进行的仍是一个
谜。

    总之，任何可以使你观测更简单、安全和舒适的努力都是值得的，无论在这之前它
会带来多大的麻烦。

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适于双筒望远镜观测的项目


   星云、星团、星系
   现在，越来越多的天文爱好者开始热衷于观测星团、星云、星系一类的深空天体，并
把这看作是锻炼自己观测技能的有效方法。双筒镜比口径相近的天文望远镜更适于这项
工作。其中最能激励观测者不断努力、并能时常体会到观测乐趣的项目，就是尽可能多
地去发现梅西耶天体。在远离大城市的黑暗的天空背景下，总共109个梅西耶天体中，8
0多个可以用7×50双筒镜观测到，其中的一些非常暗淡，你可以用它们来检验自己的观
测技能。
   表l中将梅西耶天体按观测难度进行了分类，它们在天空中的具体位置在一般的星图
中或大部分天文工具书上都能查到。
观测难度
梅西耶编号(星座)
   1级
M4(天蝎)、M6(天蝎)、M7(天蝎)、M8(人马)、M13(武仙)、M15(飞马)、M16(巨蛇)、M1
7(人马)、M18(人马)、M21(人马)、M22(人马)、M24(人马)、M25(人马)、M31(仙女)、M
35(双子)、M36(御夫)、M37(御夫)、M38(御夫)、M41。(大大)、M42(猎户)、M43(猎户)
、M45(金牛)
   2级
M2(宝瓶)、M3(猎犬)、M5(巨蛇)、M10(蛇夫)、M11(盾牌)、M12(蛇夫)、M23(人马)、M
27(狐狸)、M34(英仙)、M39(天鹅)、M44(巨蟹)、M46(船尾)、M47(船尾)、M48(长蛇)、
M50(麒麟)、M55(人马)、M67(巨蟹)、M78(猎户)、M92(武仙)、M93(船尾)
   3级
M1(金牛)、M20(人马)、M28(人马)、M29(天鹅)、M32(仙女)、M40(大熊)、M51(猎犬)、
M54(人马)、M56(天琴)、M57(天琴)、M65(狮子)、M66(狮子)、M69(人马)、M71(天箭)、
M77(鲸鱼)、M80(天蝎)、M101(大熊)、M103(仙后)、M110(仙女)
   4级
M9(蛇夫)、M14(蛇夫)、M19(蛇夫)、M26(盾牌)、M30(摩羯)、M33(三角)、M49(室女)、
M52(仙后)、M53(后发)、M58(室女)、M59(室女)、M60(室女)、M61(室女)、h4庞(蛇夫)
、M63(猎犬)、M64(后发)、M68(长蛇)、M70(人马)、M72(宝瓶)、M73(宝瓶)、M75(人马
)、M79(天免)、M81(大熊)、M82(大熊)、M83(长蛇)、M84(室女)、M85(后发)、M86(室女
)、M87(室女)、M88(后发)、M89(室女)、M90(室女)、M94(猎犬)、M95(狮子)、M96(狮子
)、M99(后发)、M100(后发)、M104(室女)、M105(狮子)、M106(猎犬)、M107(蛇夫)
表1 双筒镜中梅西耶天体的观测难度
   作为整个梅西耶天体观测计划的开端，应该先从1级观测难度的天体开始。用一个8×
30的小双筒镜就可以很容易全部观测到它们，如果天空背景足够暗，即使只用肉眼也能
观测到。有了观测1级天体的经验，就可以观测2级天体了。它们依旧比较亮，但是远离
亮星，寻找的时候需要一些技巧。观测环境好时，其中的一部分可以用肉眼观测到。3级
天体根据附近的亮星很容易找到它们的位置，但是这些天体都很暗，要观测到它们得费
些力气。4级天体在双筒镜中是一个很难看清的小光斑，有的由于视直径太小，很难与周
围的恒星区别开，而且它们的位置远离任何容易找到的亮星，寻找它们是对双筒镜观测
者的真正考验。
   每年的春分前后，太阳位于双鱼座，这时除摩渴座的球状星团M30以外，同一晚上可
以观测到所有的梅西耶天体，国外的天文爱好者形象地把这称为"梅西耶天体马拉松赛"
。拥有一台口径80毫米以上的双筒镜完全可以在一夜间观测到100个左右的梅西耶天体，
即使用小一些的双筒镜，能在一夜之间欣赏到半数以上的梅西耶天体也是很有意思的。
观测应选择在春分前后的一个晴朗无月的夜晚进行。有关"梅西叶天体马拉松赛"更详细
的资料见本刊1988年第4期。(到清华大学天文协会的主页来看看相关内容)
双星与变星
   观测星团、星云和星系除了要有合适的仪器，还要有晴朗、黑暗的天空背景。身居城
市的天文爱好者由于受光污染的影响，平时难得观测这些天体。不过没关系，还有两种
天体观测时受光污染的影响要小得多，它们是双星和变星。
   观测双星对双筒镜的质量和观测者的眼力都是一种挑战。国内出版的很多天文读物中
都有双星的星表，如《星图手册》、《天文爱好者观测手册》等。你可能会发现自己的
观测。结果与星表中描述的并不相同，比如分辨开了被认为双筒镜无法分辨的双星，或
是观测到了星表中没有提到的颜色。其实这不奇怪，没有两个人会对同一天体作出完全
一样的描述。随着观测技能的提高，天体的细节会变得越来越明显，双星的颜色就是一
个很好的例子，很多双星初次看是纯白色，随着经验的增长就会发现两颗子星各有不同
的颜色。轻微的散焦会使双星的颜色更加明显。和明亮的行星一样，通常雾蒙蒙的天气
中最适于观测双星，因为这时大气很稳定，双星最容易被分辨开。
    天文爱好者提供的变星观测报告，对于研究这类天体很有帮助。对变星亮度的估计
并不像一般人想象的那么困难，因为人眼对光线的明暗有很强的分辨本领。通过与附近
已知亮度的标准星相比较，目视测光的精度完全可以达到0.1个星等。第54页和第55页给
出了用双筒镜易于观测的四颗变星的证认图，图中恒星旁边的数字是它们的视星等，如
"55"表示它的视亮度为5.5等。
四颗变星的证认图   (a)  (b)  (c)  (d)
   下面以鲸鱼座为例来说明如何目视估算亮度。假设它看起来比旁边7.3等的恒星亮，
但是比5.7等的恒星暗，那么再与南边6.7等的星和西边6.0等的星比较一下，如果变星的
亮度介于两者之间，就可以猜测它的亮度大概是6.3等或6.4等，这时再与东边6.4等的星
比较，如果变星的亮度更接近6.0等的星；而不是6.4等的星，那么就应该修正前面的结
论，变星的实际亮度应为6.1-6.2等。观测变星时应记下估算星等时的准确时间，变星观
测者都习惯于使用儒略日计时，儒略日数可查阅当年的《天文年历》。
    新星与彗星
   寻找新天体也是很适合双筒镜的观测项目，这里的新天体主要是指新星和彗星。这是
--项很有意义的工作，它除了要求观测者有合适的仪器，更重要的是要有决心和毅力，
外加一点点运气。每一个新天体的发现都是观测者在望远镜旁成百上千个小时工作的结
果。
    寻找新星只要有口径50毫米的双筒镜就可以了。放大率可以稍高一些，但不要超过
口径(厘米数)的三倍。另外，还需要一份好的星图，寻找新星使用手绘的星图比使用照
相星图好，因为手绘星图中对变星都作了标记，这样就可以避免把一颗亮度达到极大的
变星误认为是新星。