大学与出资者
1892年芝加哥大学开始办学时,海尔在肯伍德天文台的12英寸望远镜能够承担部分天体物理研究,却不足以覆盖大学希望开展的全部课题。芝加哥实业家查尔斯·泰森·叶凯士同意购买大型光学玻璃,并负担40英寸折射望远镜及其台舍的建造费用。大学校长威廉·雷尼·哈珀与海尔推动的计划,由此获得了具体的设备和建筑目标。
1897年的节点是仪器投入观测和台站落成;筹资、订制望远镜及选址均已开展数年。叶凯士的捐赠由大学接收,海尔负责组织科学工作,天文台并非一座仅供私人赏玩的巨型望远镜。
离开城市而保持大学联系
选址首先要避开芝加哥的煤烟、灯光和交通振动,又不能距离大学过远。海尔认为,主台站与其他院系实验室的联系十分重要,因此实际选择大体限于距城约100英里的范围。他向巴纳德、伯纳姆、皮克林等天文学家征求意见,把视宁度、天空透明度和仪器稳定性分别与计划中的观测对应起来。
最后确定的地点在威斯康星州日内瓦湖北岸的威廉斯湾附近。约翰·约翰斯顿提出捐地,大学方面于1893年确定当地台址。对于湖水是否损害观测的疑虑,伯纳姆以自己在麦迪逊湖畔沃什伯恩天文台的经验作出判断,认为无需因此否定该地。
望远镜、圆顶与升降地板
望远镜物镜由阿尔文·克拉克父子公司制作,沃纳与斯韦西公司承担镜架、圆顶和升降地板。40英寸约合1.02米的口径,只是整套系统的一部分:沉重的物镜与目镜端光谱仪要求镜筒具有足够刚度,电动机和夹紧装置则帮助观测者转动、定位望远镜。
西端主塔的地板能够上下移动23英尺,使观测者接近随指向而改变高度的目镜。设计还为长约9英尺的太阳光谱仪预留空间。塔壁设置32扇通风窗,通向主体建筑的门采用双层,以尽量减少室内外温差造成的空气扰动。
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五月的观测与事故
物镜于1897年5月19日运抵威廉斯湾,由阿尔文·格雷厄姆·克拉克和卡尔·伦丁安装。阴天推迟了试用,直到5月21日晚才开始观测。爱德华·爱默生·巴纳德观看天琴座环状星云、武仙座球状星团和哑铃星云等目标,也测量织女星附近的一颗暗星;海尔的报告同时记下天气不佳及镜架微调尚未完成的情况。
5月29日早晨6时43分,升降地板南侧因钢索固定不牢而坠落。当时巴纳德和费迪南德·埃勒曼已结束夜间观测,无人在楼内。仪器未遭严重损坏,但观测被迫中断。承包商重建地板并改进连接,海尔报告它于8月中旬恢复可用。
参考:[3]
从观察对象到可比较的记录
早期工作既包括恒星和星云,也包括太阳光谱。新台站还需要自己的位置基准:威廉·哈蒙德·赖特用班贝格通用仪器测定近似纬度,并将恒星时计与威廉斯湾车站接收的西联电报报时信号比较,估计经度。海尔明确把这些坐标作为暂定结果发表。
1897年10月的会议期间,海尔和埃勒曼用40英寸望远镜及太阳光谱仪演示太阳现象,伯纳姆安排双星观测。天气使部分演示未能完成,会议记录仍区分了原定项目与实际看到的目标,留下了仪器使用条件和研究方法的记录。
十月典礼与研究合作
10月18日起,天文学家和物理学家在台站举行会议。《天体物理学杂志》编委会也在这里开会,讨论光谱图与波长表的排印方式,决定通常把较短波长列在表首、光谱图红端放在右侧,同时保留作者采用其他方向的余地。对于光谱强度,会议尚未制定各类光谱通用的统一标度。
10月21日,约700名大学代表和来宾乘专列抵达,落成典礼在主塔内举行,叶凯士将建筑与设备交付大学,詹姆斯·爱德华·基勒发表关于天体物理研究的演说。翌日来宾又参观芝加哥大学物理实验室。台站的启用因此同时包含持续观测、测量标准讨论及大学与各地天文机构的交流。
参考:[4]