从私人观测迁入大学

哈佛大学天文台的形成始于把一套已经运转的私人观测设备纳入大学。1839年,校长乔赛亚·昆西邀请钟表制造者兼天文观测者威廉·克兰奇·邦德,将他在多切斯特的仪器与工作搬到马萨诸塞州剑桥。11月30日双方订立迁入协议,大学提供达纳宅邸作为住处及观测场所,最初没有附给薪金。

邦德在剑桥留下的首次观测记录日期为1839年12月31日。丹尼尔·贝克1890年的台史另把1840年2月12日列为正式任命日期,并指出机构是在1840年逐渐组织起来的。因此,迁入、开始观测和任命属于相连但不同的阶段;1839年不能理解为后来大望远镜同时启用。

参考:[1] [3]

磁学、气象与合作观测

达纳宅邸时期,观测并不限于夜间看星。邦德继续为美国海军开展的地磁工作,大学又扩大了这项计划。美国文理科学院资助购置磁力测量装置,观测者采用与英国多个台站相同的程序,以便比较各地变化。校内教授本杰明·皮尔斯、约瑟夫·洛弗林及学生组成的气象团体也参与协助。

较小的望远镜承担月球中天、掩星、日月食和彗星等记录。钟表、角度测量与天象观测在同一处结合,使天文台既能研究天空,也能为地面经纬度测定提供时间和位置依据。

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迁到夏屋山并募集仪器

达纳宅邸只能作为临时地点。大学在1841年前后取得后来称为夏屋山的永久台址;1843年大彗星引起公众关注,推动波士顿及周边城市募款,订购慕尼黑梅尔茨与马勒制造的十五英寸折射望远镜。大型仪器基墩于1843年8月开工,1844年9月,原有仪器先迁入新建筑。

邦德在1848年提交的设施报告把新台址描述为大学堂西北约四分之三英里的一处高地,地势较周围平原高约五十英尺,便于取得开阔视野。这里仍在剑桥,是同一机构的迁址。私人捐款与大学负担的土地、建筑费用共同支持其扩建。

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望远镜和建筑一起为测量服务

大折射镜于1847年6月24日完成安装。所谓十五英寸是通常称呼,邦德的原始技术报告给出的有效口径为14.95英寸,焦距为22英尺6英寸,约6.86米。赤道式支架配合钟机跟踪天体,观察者可以用测微器比较细小角距离。

稳定性来自整套结构。约十一吨的花岗岩支座采用三个承重点,既保持稳固,也便于细调方向;观测楼板与仪器墩隔开,避免楼板直接接触基墩。三十英尺内径的圆顶靠八个铁球转动。专制观测椅沿环形轨道移动,并能升降,使观察者跟随目镜位置工作。

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以连续记录辨认新卫星

威廉·邦德与儿子乔治·菲利普斯·邦德利用新仪器研究土星、星云和暗弱天体。1848年9月,他们在土星附近连续记录一个微弱光点。威廉9月25日致校长的信说明,起初把它视为可能偶然出现的恒星,直到19日测量显示它跟随土星运动,随后数夜继续确认,才判定为新卫星,即土卫七。英国威廉·拉塞尔也独立发现了它。

这类发现依靠多夜图示、相对位置和运动的比较。天文台同时发展跨地点测时:1848年7—8月,剑桥与纽约交换恒星及钟表电报信号。邦德一方负责剑桥观测,纽约的伊莱亚斯·卢米斯参与配合,美国海岸测量局的西尔斯·沃克组织工作,把台内记录接入更大的测量网络。

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留下能够重新检验的资料

1847—1849年间,邦德还以小型赤道式望远镜投影绘制太阳黑子,部分精细结构辅以大折射镜观察;若干图由乔治完成。这些图画和位置表后来收入天文台出版物,成为重建十九世纪太阳活动的资料。

卡拉斯科等人的现代复核显示,不能直接把位置表的条目数当作黑子群数:1847年9月22日表中有十一项位置,而图上可分成五个群。早期观测因此不仅留下发现名称,也留下可重新计数、校对和与其他台站比较的原始记录。哈佛早期台站的价值,正体现在仪器、稳定的工作程序以及可流通的记录之间的结合。

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