【德雷珀星表史話】

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【德雷珀星表史話】

 

作者: gerry

 

二十世紀初攝影術的出現，不僅自身成為天文研究的得力工具，還喚醒了沉寂多年的分光術。

 

雖然早在1817年普魯士的夫朗和費（Joseph Fraunhofer）就用自己發明的分光計發現了太陽光譜中的暗線。

 

但是不同波長的光線分散之後亮度大大降低，正常觀測對光源強度要求很高，只能用于研究化學實驗室中的元素以及部分亮星。

 

成功記錄下月球照片的美國教授約翰德雷珀在1842年就用同樣的技術得到了太陽的光譜。

 

但由于此時的顯影干板還不夠敏感，無法記錄那些來自遙遠星體的微弱光線。

 

1851年，英國的雕刻家阿切爾（Frederick Scott Archer ）發明了火棉膠濕版攝影法。新方法的感光能力非常強，極大地縮短了拍攝時間，但是這種底板的保存時間非常短，只能現用現做，很不方便。

 

直到1871年，英國一個攝影愛好者馬多克斯（R.L Maddox）發明了溴化銀明膠干板法，成功解決了火棉膠底板保存時間不長的問題。1872年美國天文攝影先驅約翰?德雷珀的兒子亨利?德雷珀（Henry Draper）就用新技術成功拍攝到織女星的光譜。

 

亨利德雷珀在紐約大學學醫，業余時間充當他父親的攝影助手，1857年20歲的他修完了全部課程，但按照當時的規定要年滿21歲才能畢業，他只好跑到歐洲去晃蕩了一年。

 

游歷期間愛爾蘭的羅斯勛爵那巨大的72英寸（1.8m）的望遠鏡給他留下了深刻的印象，從此萌生了用大望遠鏡進行天文攝影的念頭。

 

他回國後在父親位于紐約州哈德遜河畔黑斯廷斯村（Hastings-on-Hudson）的領地上建了一個私人天文台，試制了一系列15英寸的望遠鏡，後來听取了約翰?赫歇爾的忠告，舍棄了常用的金屬反射鏡面，專心研究玻璃鍍銀鏡面。等到新底片技術出現的時候他已經是一名經驗豐富的業余天文學家了。

 

多年的努力使他得以在第一時間拍攝到恆星光譜，1880年第一次拍攝到了獵戶座大星雲的光譜，1881年第一次拍攝到了彗星的光譜，他是如此熱衷于這項技術，嘗試用它來記錄那時所知的一切天體。

 

1882年年初，他父親去世，由他接任了紐約大學醫學系教授的職位，不久又榮升為系主任，似乎大好前程就展現在面前，但年底的一場急性肺炎奪去了他的生命。

 

這位在業余時間開創了美國光譜天文學研究的醫學教授就這樣匆匆走完了一生。

 

他的夫人安娜?瑪麗?帕爾默（Anna Mary Palmer）一直在全力支持他的工作，決定繼續支持他未完成的事業，為專業天文學家提供經費，編制一份以他名字來命名的星表，作為對他的祭奠。

 

哈佛天文台台長皮克林（Edward C. Pickering）接過了這份任務，計劃用物端稜鏡進行光譜巡天，記錄所有能觀測到的恆星。

 

在那個沒有計算機的時代，星表的整理歸算是一項巨大的工程。

 

他對自己男秘書的工作非常不滿，在一次發火時說自己的女佣都能干得更好，他的女佣弗萊明夫人（Williamina Fleming）因此意外的進入了天文台，並把事情處理地井井有條。

 

皮克林從此認為浩繁的記錄和分析工作更適合由女性來完成，史無前例地雇佣了許多女性來處理數據（這些計算人員被稱作Computer）。

 

這個舉措在當時飽受爭議，女雇員們也被戲稱為“皮克林的後宮”（Pickering’s Harem）。

 

 

不過，她們很快就以杰出的工作向世人證明了自己的能力。1890年發表的“德雷珀光譜星表”（Draper Catalogue of Stellar Spectra）,包含了南緯25度以北10351個天體的28266條光譜信息，獲得了天文界的廣泛認可，也為女性天文學家贏得了地位和尊敬。

 

弗萊明夫人在這份星表中根據氫線強度將光譜分為17類，依次用A-Q的英文字母表示。

 

在此之後，她作為皮克林的得力助手，更多的擔負起組織協調等管理工作。

 

數據的分析整理便落到了亨利?德雷珀的佷女，女天文學家莫里（Antonia Maury）身上，她對這些數據進行了更深入的研究，于1897年和皮克林發表了一個全新的光譜系統，用羅馬數字編成22類，第一次將B型星正確的排到A型之前，但是皮克林對這個分類系統並不滿意，莫里也因此一度離開了天文台。

 

 

站在中央的女士是弗萊明夫人，左側的男士便是皮克林

 

1896年皮克林招到了另一位得力助手——坎農（Annie Jump Cannon），她17歲時因為感染猩紅熱而喪失了大部分听力，交際上的不便使她潛心學術。

 

1901坎農和皮克林聯合發表了南天1122顆亮星的光譜分類結果。

 

新的分類沿用了弗萊明夫人的字母標識，但去除了大部分的字母，只保留了O, B, A, F, G, K, M作為主要類型，並借鑒莫里的思路給出了正確的排列次序，奠定了哈勃分類法的基礎。

 

當時並不知道這樣的順序與恆星的溫度有關，這個關系直到1925年才被沙普利（Harlow Shapley）的女博士生Cecilia Payne-Gaposchkin在博士論文中揭開。

 

 

在1911年弗萊明夫人因肺炎去世後，坎農接替了底片總監的位置。

 

開始按照新的光譜分類對全天暗至九等的二十多萬顆恆星進行系統整理。

 

她每個月要完成了5000多顆恆星的分類，為了加快速度，她只負責檢查照相底板，報出光譜類型，由一旁的助手記錄，這樣最快的時候一分鐘能辨認3顆。

 

即使如此，她直到1915年才完成全部的分類工作，由于還要核對位置，分類結果直到1918年才開始陸續發表。

 

而此時項目的資助人德雷珀夫人已在四年前去世，擔任了42年台長的皮克林也在一年後與世長辭。坎農只得獨立擔負起匯編星表的重任。

 

1924年她終于完成了八卷的亨利-德雷珀星表（Henry Draper Catalogue，簡稱HD），這一版包括225300顆恆星的數據，歷元歸算到1900年，極限星等為為8.5等。

 

這是第一個收錄全天恆星光譜的大規模星表，也正是這個星表確立了恆星光譜哈佛分類法的歷史地位。

 

在接下來的十年里她又對這個星表進行了修訂和擴充。在1936年完成了亨利-德雷珀擴充星表（The Henry Draper Extension，簡稱HDE，編號III/135A），星數達到272150顆，仍沿用HD編號。

 

在這之後坎農又計劃將星表擴充到更暗的星等，但是因為二戰時期經濟困難，工作進展緩慢，而坎農在1941年便離開了人世。

 

她的繼承者，另一位女天文學家Margaret Walton Mayall整理完成了其余的部分，增加了86933顆恆星的位置，星等，自行和光譜等數據，在1949年發表，稱作德雷珀增補星表（Henry Draper Extension Charts，簡稱HDEC，編號III/182）。

 

天文攝影技術的成熟和光譜儀的運用大大加深了天文學家對星空的認識。

 

但便于目視觀測的望遠鏡並不方便儀器記錄，而這兩項新發明都需要更大的望遠鏡才能發揮威力。

 

一場新的變革已經呼之欲出……

 

引用：http://www.skylook.org/info/info-tw/info_5967.html