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国家天文台兴隆站，冥王星的发现
(2019-06-09 08:38:05)
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国家天文台兴隆 |
1.这天正是农历月初，新月如勾。38万公里外，月球上的环形山，如同天花患者脸上的麻点，密密麻麻，清晰可见，站在兴隆国家天文台山顶的我，纵然目睹许多次这奇景，依然觉得不可思议。
2.小时候喜欢乱读书，尤喜读科普读物，兴奋之余，又喜欢与小伙伴们吹嘘，什么是红巨星，什么是白矮星，太阳日冕温度有多高，月亮环形山是怎么形成的......小伙伴们，总是怀疑地看着我，瞪着眼睛问我，你亲眼看见了啦？
3.现在的我，依然对天文发现充满兴趣，但更想知道天文学家用什么方法证明这些新发现。人类最重要的不是发现本身，而是发现的方法。人们通过质疑和验证，不断更新对宇宙的认识。冥王星的探索过程，就是例子。
4.这天，我们来到了中国科学院在河北的国家天文台兴隆站。
5.天文台地处燕山深处，海拔900米。在山脚下有观星小镇，还保留着建站初期天文学家居住的简陋红砖宿舍，墙壁上的许多口号，记录着那个振奋人心的红色年代。
6.1965年，一群中国天文科学家，在北京、河北和内蒙的群山中寻找最佳的光学天文台站址。
7.历经艰苦跋涉，千辛万苦，他们最后选定了燕山山脉主峰雾灵山北麓的兴隆，这里距离北京150公里，天空常年晴朗，光污染很小。1968年建站，投入使用。50年的不断建设，让这里一直是亚洲最大的光学天文台。
8.我们在园区环游一圈。在所有建筑中，造型最有特点的是郭守敬望远镜观测台，全称大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜，英文缩写LAMOST。
9.奇特的造型，复杂的结构，显得卓尔不群。
10.天文台资料介绍说，郭守敬望远镜可以用4000根光纤同时观测4000颗恒星，是国际上天体光谱获取率最高的天文望远镜，对研究宇宙结构，银河结构，有着重大意义。
11.整个园区内，除郭守敬望远镜（LAMOST）、还有2.16米天文望远镜、1.26米红外望远镜、1米反光望远镜、60/90厘米施密特望远镜、85厘米反光望远镜、80厘米反光望远镜、60厘米反光望远镜和50厘米反光望远镜观测台。
12.俯视那一座座绿树环抱中的天文观测台，那些代表我少年时的多少遐想。
13.小孙老师，领我们参观科普天文台，这里有很多台业余级的大口径天文望远镜。
14.伽利略在1610年，正是使用比这些简陋不知多少倍的望远镜，做出了划时代的发现。
15.他发现了月球上的环形山，木星的卫星，土星光环和太阳黑子等....，这些彻底改变了人们的宇宙观，为哥白尼的太阳中心论找到了最有力的支点。
16.望远镜都装着赤道仪，可以自动跟随天球旋转而动，跟踪恒星，可以目测观察，更可以长时间曝光照相，拍下更暗更多的星体和漂亮的星云。
17.太阳望远镜，有红色滤镜，人们可以看到日珥和日冕，秋雪兴致勃勃地观测。
18.可以用手机拍下镜头中的图像。今天，我们可以看到太阳的左上角，有一片日珥在升起。那一朵小火苗却是比地球体积还大的火海风暴。
19.我们参观80厘米望远镜，这是一台反射式天文望远镜，牛顿发明的。因为不需要厚重精密的玻璃透镜，制作的口径可以更大，而且没有球差和色差，所以，很多大型望远镜都是反射型望远镜。
21.现在天文观测，已经几乎都不用肉眼直接观测，而是用感光元器件CCD接受光，转为电信号，成为电脑图像。感光元器件的敏感度至为关键，为了减少因为热量产生的热噪声，需要用液氮对感光元器件冷却，这个小管里装的就是液氮，拧开它，立即可以感受到嗖嗖的凉气。
22.最震撼的是2.16米望远镜，重达90吨，主透镜玻璃玻璃3吨。巨大粗壮的镜筒，如同一枚火箭。迄今为止，它仍然是国内最大的三座天文望远镜之一。
23.我问小孙老师，科学家们用这台望远镜获得过哪些成果？小孙说很多很多。比如2015年，清华大学王晓峰教授利用它，发现了一次迄今为止爆发最剧烈、爆发方式最奇特的一颗超新星，对现有的超新星形成理论提出了挑战。
24.超新星的爆发，对于宇宙的进化有着特殊的意义。在宇宙之初，只有氢和氦两种元素。恒星内部用氢元素聚变，形成氦，氢元素燃烧殆尽后，恒星内部温度压力升高，依次点燃氦等更重的元素，生成了原子量更大的诸多元素，包括碳，氮，硅，硼、铁等元素，最后在超新星大爆炸中，重元素被抛入宇宙，混入新恒星的生成。所以说，我们地球，包括我们人类，都是超新星的尸体残骸物构成的。
25.科普馆，大厅地面上的这块铜板上，显示着28星宿。
26.展示了许多天文仪器和模型，这就是郭守敬望远镜的原理示意模型。
27.一台被特殊介绍的仪器，叫做“闪视比较仪”，可以用它对比两张星空照片，从而发现新星。
28.小孙老师拿了两张星空照片，告诉我们，1930年，美国年轻的天文学家就是利用闪视比较仪，以这两样两张照片，发现冥王星的。
29.古人很早就发现，在恒星天空中，有几颗运动轨迹飘忽不定的行星，统称水火土木。占星术家，观察这些行星，占卜国家的命运。直到牛顿发明天体力学，人们才可以完美计算和解释了每颗行星的运动轨迹。
30.1781年，英国天文学家，用望远镜发现了天王星。半个世纪后，人们观察天王星，发现其运动轨迹，与牛顿天体力学规律，略有不符，是牛顿错了，还是天王星错了？人们选择相信牛顿，认定是有另外一颗未知的大行星干扰了天王星，1846年，天文学家计算出了这颗行星的可能位置。
31.果然，几个月后，德国天文学家在指定天空，发现了海王星，这是牛顿力学的伟大胜利。20世纪初，人们发现海王星也同样不老实，所以，天文学家又推测还有一颗更远的行星X星，因为这颗星实在太远了，引力微弱，无法准确预测其位置，人们用了将近30年寻找，仍旧一无所获。
32.汤博，是美国堪萨斯州一个20岁的农家孩子。他16岁失学，但他热爱天文学，其父亲支持他，为其买一架望远镜，汤博的热情，让他终于获得了罗威尔天文台的一份工作，并负责寻找X星。
33.汤博拍摄了无数张星空照片，利用闪烁比较仪，检查了数十万颗星，试图发现X星，这是巨大繁琐的工作，没有绝对的热情和毅力，无法坚持下来。.终于，在1930年2月18日，汤博发现有一颗星，在6天之内，在照片上行动了大约1CM，这就是冥王星！
34我们看了汤博拍摄的两张照片的复制片，经过仔细对比，我们也终于挑出来冥王星，原来那是无数繁星中毫不起眼的一个浅淡黑点。从发现天王星到冥王星，人们用了250年时间，科学探索就是这样充满艰辛和挑战。
35.冥王星的发现，引发了巨大轰动。这是一颗如此遥远的行星，绕行太阳一年需要248年，就是人用尽一生，也只能等到冥王星绕行了太阳小半圈。
36.今天傍晚，兴隆天气不好，一层薄云覆盖着天空，我们早早入睡。半夜12点多，我爬起来向窗外看，哇，已经是漫天星斗了，于是，我拿着相机，悄悄出门，园区严禁灯光，我也不敢打开手电，道路漆黑一片，我走到了郭守敬观测台下。
37.此刻，银河完全横亘头顶上，我站在小广场上，四周寂静黑暗，偶尔，那天文观测台的巨大屋顶会转动一下，告诉我，天文学家们正在探寻着最深邃的宇宙深空。
38.我有点惊讶地发现，还不到凌晨3点，在我的相机中，天空背景已经是从黑色转为深蓝，太阳正在正在绕过地球，从东方赶来，头顶星星已经渐渐减少了。我出神地望着星空，心想冥王星在眼前的哪个星座中？冥王星一定正如同灵王出巡中，在黑暗的世界中，庄重前行。
39.东方欲晓。2006年，天文学家根据新的行星标准，把冥王星从九大行星中除名了，降级为一个矮行星，但是人们对冥王星的热情从未降低。2015年7月，美国的新地平线观测号，飞行9年半，48亿公里，进入柯伊伯带，造访了冥王星，传回了大量照片和信息，让人类对冥王星的知识增加了上百倍。然后新地平线观测号告别冥王星，向太阳系边缘的奥尔特云远去，人类将第一次走出太阳系。新地平线观测号上，特意搭载了汤博的一盎司骨灰，向这位伟大冥王星发现者致敬。
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