底特律捐款,安娜堡建台
底特律天文台的名称来自捐款者所在的城市,台址却在密歇根州安娜堡。1852年,密歇根大学校长亨利·P·塔潘(Henry P. Tappan)提出扩充科学与工程教育,邀请底特律的亨利·N·沃克(Henry N. Walker)为天文台筹款。地方捐款最终约达15,000美元,沃克本人捐出4,000美元。原建筑与仪器共耗资22,000美元,其中7,000美元由大学董事会提供。原先只购置一架大望远镜及其台屋的计划,由此扩大为配备多种仪器的观测机构。
1853年3月,塔潘赴欧洲期间,沃克安排纽约的乔治·伯德(George Bird)监督施工。校方购下当时城外俯瞰休伦河谷的四英亩山地,每英亩100美元。
乔治·H·伯默1889年的正式天文台报告把筹划、开工和建成分别列为1852、1853和1854年;这三个年份对应不同的行动阶段。
建筑完成与仪器到位
威廉·J·哈西(William J. Hussey)1912年的台站报告把原建筑竣工明确记为1854年夏:中央方形部分上覆圆顶,东翼安置子午环,西翼用作台长办公室和图书室。本文以这次建台为1854年节点,日期沿用文献中的公历纪年。台屋提供了不同仪器所需的空间,真正开展测量还要等待仪器安装与检验。
塔潘在柏林结识天文学家恩克(Encke)及其助手弗朗茨·布吕诺(Franz Brünnow)。在他们建议下,大学向柏林的Pistor & Martins订购子午环,向M. Tiede订购天文钟;两人监督制作,并在天文钟运往美国前加以测试。布吕诺获聘为首任台长,1854年7月来到安娜堡,此后数月内安装子午环并开始使用。
与此同时,亨利·菲茨(Henry Fitz)在纽约制造的12英寸级折射望远镜经历延误。第一次装设后性能未能令人满意,仪器被拆下,由制作者修改,直到1857年12月才重新架设并可供使用。因此,建筑竣工、子午环初期观测和大折射镜投入使用,并不都发生在同一年。
参考:[1]
把仪器读数变成测量
子午环沿南北方向观测。东翼屋顶的狭缝与两端可开启的窗门相连,让仪器能够在这条方向上取得开阔视线。仪器由石柱支承,角度刻度通过显微镜读取;最初按恒星时运行的Tiede钟放在附近,便于观测者同时看星和听钟,采用目视耳听法记时。这样的布置把天体经过视场的时刻与角度读数联系起来。
布吕诺发现,到货时靠夹紧装置一侧的刻度环略有弯曲,只能用于指向;测量天顶距时使用另一环。他以五度为间隔查求该环误差,将刻度偏差同偏心、轴颈形状等产生的系统误差加以分析,结果后来刊入《Astronomical Notices》。哈西的报告保留了这项检验的说明和订正表。对误差的测定,使别人能够理解读数的限制,也使购置精密仪器转变为可检验的观测工作。
参考:[1]
记录、出版与经度联测
布吕诺在安娜堡继续向天文学期刊投稿,编制小行星Flora和Victoria的运动表,并于1858至1862年出版《Astronomical Notices》。该刊意在及时发表本台及其他天文台人员的观测和研究,把本地的夜间记录送入更广的学术交流。关于刊物的成效,爱德华·S·霍尔登(Edward S. Holden)在1897年的美国天文学史论述中,认为这份刊物因编辑细节不足,对天文学发展的影响相对有限。
观测所处的位置也需要联测。1861年,安娜堡与汉密尔顿学院的利奇菲尔德天文台建立电报经度联系;后者已于1859年同哈佛天文台联测。这使安娜堡的测量接入跨台站的经度体系。哈西还记录了后来与哈佛及美国湖区测量局底特律测站的联系。这些工作是建台后的测量网络扩展,不能倒填为1854年开台时已经具备的结果。
教学延续与后来的扩建
布吕诺在原有初级天文学课程之后,安排历时两年半的理论与实用天文学进修课程。早期选修者包括克利夫兰·阿贝(Cleveland Abbe)、阿萨夫·霍尔(Asaph Hall)和詹姆斯·克雷格·沃森(James Craig Watson)。沃森1857年毕业,次年任天文台助手,1863年接任台长。他绘制黄道附近的星图;哈西推测,此举意在帮助发现新的小行星。1863年9月14日发现Eurynome,显示早期仪器与训练在后继研究中的实际用途。
观测设施随后逐步增加。1868年加建台长住宅;到1908年,为新的大反射望远镜腾出空间,邻近的学生观测所迁至主楼以西约300英尺的新位置。哈西所记的这次迁移对象是学生观测所,原有主楼仍与后建楼宇相接。后期扩建和其他台站的活动,应与1854年原台建立的历史分开理解。
参考:[1]