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从一个小天文台:恐怖。美。科学。

Trifid Nebula:
三裂星云: “红色区域是恒星形成的电离氢区域,蓝色区域是反射附近恒星光线的尘埃颗粒云。两者都被冰冷、黑暗的尘埃和气体所穿越。——Jacob Gunnarson, 17岁图片来自Thomas Harriot天文台/J。Gunnarson
Earth's moon:
地球的月亮: “我喜欢拍摄月球的照片,我猜是因为它离得很近,你可以看到如此详细的特征。——亚历山德拉·克莱默,18岁宁静海,阿波罗11号着陆的地点,在这张照片的中心附近。图片来自Thomas Harriot天文台/J。Gunnarson
Dumbbell Nebula:
哑铃星云: “这是一个行星状星云,当一颗与我们的太阳非常相似的恒星接近其生命的尽头并脱落其外层时形成的,外层现在被恒星剩余核心发出的强烈紫外线辐射照亮。——Jacob Gunnarson, 17岁图片来自Thomas Harriot天文台/J。Gunnarson

雅各布·甘纳森拿到天文台钥匙后的第一反应是有点害怕。

冈纳森17岁时一直在和罗伯特·沃尔德一起工作,沃尔德是威廉和玛丽在小大厅上的托马斯·哈里奥特天文台的主任。经过一些训练后,沃尔德提到他即将退休,然后问当时还是大二学生的冈纳森,他是否有足够的信心独自使用天文台。

冈纳森说:“我有点害怕,因为这是非常昂贵和精密的机器。”“我非常兴奋,还有一点紧张,但随着我不断使用它,越来越熟悉它,我对它的复杂性越来越不害怕了。”

恐惧和恐吓让位于信心和能力,以至于冈纳森和另一个学生,18岁的亚历山德拉·克莱默,开始使用天文台拍摄月球、行星和星云的照片。9月中旬,两人正准备与一位天文学家合作,进行一个记录小行星对太阳系两颗最大行星撞击的项目。

望远镜和支架于2012年初安装在天文台,这是对小大厅(Small Hall)进行大规模改造和扩建的最后一次升级,小大厅是一座物理建筑,以托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)在威廉与玛丽学院(William & 玛丽)的科学导师的名字命名。底座由电脑控制,穹顶和数码相机也是如此。

但即使是计算机控制的天文学也需要大量的动手维护和普通的常识。例如,Gunnarson可以使用计算机从安装在望远镜相机内部转盘上的广泛阵列中选择一个摄影滤镜——只要他知道哪个命令选择了哪个滤镜。

“因为我不知道那些过滤器是什么,我不能告诉电脑选择这样那样的过滤器,”他说。“所以我必须解开这个东西,进入它的内部。我得把所有的o形圈拿出来,再把所有的o形圈精确地放回去。就像做手术一样。我非常、非常小心。”

克莱默和冈纳森在夏天的大部分时间里都在哈里奥特天文台工作,学习这个系统,并做一些维护工作。一天晚上,坐垫开始发出哔哔声,冈纳森不得不调整使仪器保持平衡的配重。

“我刚看了说明书,”他耸耸肩。

Jacob Gunnarson and Alexandra Cramer plan to use the Thomas Harriot observatory to record asteroid impacts on Jupiter and Saturn. Photo by Joseph McClain这两名学生开始用天文台的相机拍照,得到的结果令威廉玛丽和其他地方的科学家印象深刻。

“他们用天文台做的事情真的很了不起,”物理学助理教授沃特·德科辛克(Wouter Deconinck)说。“在一个夏天里,他们在那台望远镜上做了很多工作,得到的结果肯定超出了我们的预期。”

德康辛克将这名学生的一张照片发给了“新视野”号太空探测器的团队。“就在新视野号飞过冥王星的时候,雅各布拍了一张冥王星的照片。这是一张很棒的照片,给他们留下了深刻的印象。”

这些照片的结果令人印象深刻,以至于德康林克正与这两名学生合作,与汉普顿大学的天文学家赛亚纳木邦夫合作,研究小行星撞击土星和木星。这是对现实世界有影响的工作。

“木星有太阳系真空吸尘器的美誉,”德康尼克说。他解释说,这颗类木行星的质量是所有其他行星质量总和的两倍多,它有一个引力隆起,吸引着来自外太空的碎片。克莱默补充说,如果没有木星(以及在较小程度上,太阳系外的其他大行星)作为屏障,更多受太阳束缚的物体将找到进入太阳系内部的途径,也就是地球所在的地方。

克莱默在这项合作中处于领先地位,该合作将利用天文台量化小行星撞击这两颗大行星的数量。她说,小行星太小,离地球太远,不可能直接观测,但对撞击木星的小行星进行统计,将为计算一个预计将向我们飞来的小行星总数的模型提供一个很好的基础。

冈纳森说,该小组正处于试验阶段,以确定小行星撞击观测是否可行。合作者需要具备三个条件才能成功。首先,他们需要一台摄像机来捕捉小行星撞击木星表面的闪光或其他证据。

冈纳森解释说:“为了观察小行星撞击,我们使用视频,因为否则你不太可能在小行星撞击的那一刻抓拍照片。”“所以你拍一段视频,这样你就能看到小行星撞击时的闪光。”

他补充说,增强技术将使计算机能够获取最好的视频片段,并将它们变成一个真正好的图像。他们最近获得了购买相机的资金批准。摄像机安装好后,克莱默和甘纳森必须等待合适的条件进行观察。所有的合作者都承认,炎热潮湿的威廉斯堡并不是天文学家梦想中的地方,但德康尼克和冈纳森都表示,光污染并不是太糟糕。冈纳森说,当他在弗吉尼亚州北部郊区的家中时,他的个人望远镜不能得到太多的使用。“我来自比利时,”德康辛克说,“那里可能是地球上光污染最严重的地方。”

对于威廉斯堡的天文学家来说,问题在于天气的多变性。“你会在一个非常晴朗的夜晚来到这里,”冈纳森说,“然后你会看到圆顶内部有一道闪光。你从百叶窗往外看,一大片乌云滚滚而来。”

克莱默说,除了晴朗的夜晚,被研究对象处于最佳位置也很有帮助。“你想看到它在天空的高处,因为那里的大气更少,”她解释说。

第三个条件,也是最棘手的一个,是时间。他们对木星的视频观测每次需要6到8个小时。由于天文台的建设,这变得很棘手。

克莱默说:“现在,一旦天文台开始观测,我们就很难离开它。”“根据望远镜瞄准的方向,你无法打开天文台的门。”

半球形圆顶在天文台的固定基座上旋转。克莱默解释说,进入需要天文台圆顶的百叶窗与天文台底部的门口底部对齐。除非行星排列是完美的,否则百叶窗和门就不是完美的——在观测期间,天文台里的任何人都在天文台里。

“有一种方法可以远程操作这个东西,”Gunnarson说,“但是……”他摇了摇头,没把话说完。

“在这个时间点上,”克莱默说,“我们认为我们将留在这里。”

物理系计划在托马斯·哈里奥特天文台扩大14英寸米德望远镜的使用。该系教学佳博体育主任戴勒·汉考克和基思·a·格里菲斯教授指出,对天体物理学本科生研究项目的需求正在增长,该系计划通过增加将米德望远镜上的CCD相机的实时图像传输到小大厅教室的能力,来增加天文台的使用。

汉考克说:“这将使我们能够使用望远镜进行超出目前佳博体育课程能力的天文观测。”“我们还将举办特别的公共活动,以观察当前的兴趣,如月食、行星凌日、一般的观星和太阳活动。”