牛津城北的建台计划
雷德克里夫天文台由医生约翰·雷德克里夫遗产的受托人资助,主要推动者是牛津大学萨维尔天文学教授托马斯·霍恩斯比。1768年,他请求拨款建台;1771年受托人申请获准动用基金,购买雷德克里夫医院北侧、属于马尔伯勒公爵的土地租赁权。地点位于当时牛津建成区北缘。
1772年开始施工,1773年霍恩斯比迁入台内住宅,底层观测空间陆续使用。建筑形成跨越多年:旧版《英国国家传记辞典》把竣工记作1794年,Walford的建筑史研究则把整体发展延伸至1790年代末。早期天文学工作在塔楼与装饰工程完全结束以前已经开展。
仪器围绕子午测量配置
伦敦仪器匠约翰·伯德为新台制作两架半径八英尺的象限仪、一架焦距八英尺的中星仪及十二英尺的天顶仪。这套设备延续了布拉德雷在格林尼治采用的精密位置测量路线。主要任务是记录天体过子午线的时刻及其相对于天顶的角距离,将反复观测积累为可比较的天体位置。
中星仪配用彼得·多伦德制造的四英寸消色差物镜。两架象限仪分别安装在同一承台的南北面,位于天文台东端;固定装置把稳定性置于灵活转动之前。Rambaut在1900年重查这些旧仪器时,指出象限仪虽经过细部调整,基本仍保持霍恩斯比工作时的形式。
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观测精度来自连续校准
中星仪的水平轴要用水准器检查,视准线与方位则参照南面伍斯特学院北墙上的标记。霍恩斯比把星体经过的时刻和仪器调整一起写入日志。1778年7月29日,他发现轴的东端偏高,并怀疑正在施工的中央建筑对较近的西侧仪器墩产生更大影响。
1779年3月27日的日志又记下,中央部分的重量稳定后,西端不再下沉。这些记录把建筑工程与测量误差联系起来。日照也是问题:他留下遮蔽中星仪轴的说明,并在1774年5月31日给承台加装木条,以避免正午观测时阳光直射象限仪。
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三代观测者留下的手稿
霍恩斯比及继任者亚伯拉罕·罗伯逊、斯蒂芬·里戈从1774年至1838年维持了长期观测系列。霍恩斯比晚年健康下降,1803年至1810年间出现中断。记录被系统誊写进大开本册籍,Rambaut估计保存约十三万次中天观测及六万余次天顶距测量。
与此同时,霍恩斯比与罗伯逊投入大量精力整理布拉德雷在格林尼治1750至1762年的观测,分别于1798年和1805年刊出两卷。贝塞尔及奥韦尔斯后来据此建立或改进恒星位置系统。与已经进入国际研究的布拉德雷资料相比,牛津台自己积累的大批记录长期留在手稿状态。
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1900年的重算与知识接续
Rambaut任观测员后,在1900年发表论文,选择1774年的恒星与太阳观测进行归算,展示旧资料的可用程度。现有人员还负担当时的天文及气象业务,无法一次处理全部册籍,因此这次发表具有样本和倡议性质。1774年又是霍恩斯比工作的初期,某些后来采取的预防措施尚未完善。
旧日志的归算需要恢复观测日的天体位置并校正仪器误差。Rambaut使用贝塞尔的关系式,结合纽康的标准恒星表和其他星历计算观测日的视位置,并对天狼星、南河三采用奥韦尔斯的轨道运动修正。他比较同一夜不同标准星所给出的结果,以检验钟差及仪器状态,使十八世纪日志能够与后来的天文基准相接。
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气象记录与后来的迁址
气温与气压记录有助于修正大气折射,霍恩斯比还记录降雨、风和云况。早期资料并非完整连续,现代整理确认不间断的逐日气象记录始于1813年11月14日。1935年天文学工作迁往南非时,牛津仍继续气象观测,原址的记录因此拥有不同于新天文台的延续脉络。
雷德克里夫天文台的早期成就既在仪器,也在持续保存观测条件和测量结果。建台经费、制器工艺、教授的日常劳动与后世的归算相互衔接,才能使某一夜的读数成为跨代研究可用的材料。1790年代的建筑完成,是这段发展的一环;子午观测在此之前已形成自己的工作节奏。