天际线丛书系列(共8册)
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绘出宇宙:拜访杰克·牛顿

杰克·牛顿小的时候在加拿大,他痴迷天文,但自己观星的时候又往往感到沮丧。“我在杂志上、书上看到的照片,都是帕洛马的200英寸望远镜拍的,”他回忆道,“我很自卑。如果这些照片都是像帕洛马这样的大型望远镜拍出来的,那么用我的小望远镜,我能指望看见什么呢?”

后来有一天晚上,他用望远镜扫视天空的时候无意中扫到了木星,他就开始琢磨,还有哪些惊人的景象是自己触手可及的。他学校里的朋友嘲笑他,因为他宣称自己在自家后院就能看到月球上的陨石坑,为了证明这一点,他用他做送报员赚的钱买了一台相机,把它接在望远镜上。他用它开启了他在天文摄影方面一生的爱好,他以他的技艺、坚持和精良的设备,还有黑暗的天空,为这个领域树立了标准。

杰克从百货公司的工作职位上退下来之后,和他太太艾丽斯在山顶上建了一座圆顶屋,里面有一台25英寸的望远镜。杰克在那里用最新的CCD技术拍摄出的星系,可以媲美专业工作者用世界最大望远镜拍摄的图像。“我有个简单的原则,”今天他说,“去无人曾抵达之境,为后人留一条可以追随的路径。”

为将这个信条远播,杰克和艾丽斯最终卖掉了他们的梦之小屋,把25英寸望远镜捐赠给了太平洋莱斯特·B.皮尔逊学院,然后开了两家天文主题的简易旅馆——一家在英属哥伦比亚的奥索尤斯,另一家则在一个专用暗夜社区内,社区由一群业余爱好者建立,距离佛罗里达州奇夫兰最偏远的城镇尚有7英里的距离。这个社区是圣彼得堡的业余天文摄影师比利·多德创建的,他曾于1985年周游佛罗里达,驱车上千英里调查夜空条件,他拉出一定长度的未曝光的胶卷,把它们举向星空,然后卷起来塞回胶卷盒,再用这些胶卷拍摄天文照片。

奇夫兰户外的天空非常暗,那些胶卷几乎没有产生灰雾,所以多德将80英亩[50]的土地划给了天文爱好者。有些人在那里盖了房子。还有人开房车出现在那里,一连观测几个晚上,在捐赠箱里留下钱,作为他们用电和洗室外热水澡的费用。在不断发展壮大的天文旅行活动中,曾有上百名访客来到杰克·牛顿B&B天文台[51]学习CCD摄影。

1月明媚的下午,松林上方碧空如洗,我在奇夫兰拜访杰克和艾丽斯。杰克从他的小屋里出来,他是一个瘦削、秃顶的男人,双眼明亮专注,举止滑稽。他引导我进入他的天文台,然后拉动一根绳子,卷起屋顶。“当时我不得不独自建造它,”他在轰轰作响的钢轮声中喊道,“这个国家飓风频繁,我都找不到一个愿意接这个活的承包商。他们说:‘我们把所有时间都花在让屋顶保持在建筑上,而不是把它们卷起来。’”

屋顶移开后,我们就能清楚地看到杰克的望远镜阵列,这其中包含一架7英寸的马克苏托夫望远镜、一架16英寸的多布森望远镜,还有一架放在水泥立柱上的16英寸施密特——卡塞格林望远镜。“业余爱好者能做到的其实很惊人,”牛顿一边说,一边开启了施密特——卡塞格林望远镜和连在望远镜及5英寸寻星镜上面的CCD相机电源开关。“我曾拍过哈勃深场,然后发现自己在数分钟内就能获得哈勃能观测到的75%的东西。我曾拍摄过30亿光年距离的星系团,捕捉到的星系差不多是大望远镜记录下来的数量的80%。我也曾看到之前无人见过的星系。我能在白天观测到600颗星,包括大北斗和小北斗的所有星星。双星,比如天琴座的双双星[52],在白天是特别容易区分的,因为对比度和眩光都会减少。你能很轻松地看到它们在那里,中间有空隙。这是一个崭新的时代。”

望远镜冷却下来后,星星出现,我们沿奇夫兰暗夜观测社区的泥土路散步。这些房子的窗户都有遮光窗帘,走廊灯也是夜视红色。“它们看起来像妓院,不是吗,”杰克说,“但原因当然是这里几乎每个人都有一架望远镜。这所房子里的人们把圣诞灯都换成了更暗的,这样不会打扰到别人。”

我们在汤姆·克拉克的屋前停下,参观了一圈他的工作室,他在那里制作可拆卸的、能够装在旅行车后面运输的大多布森望远镜,到最近才消停些。这些望远镜卖得很好,但汤姆最近退休了,他的生意也慢下来。“我做了200架望远镜。”他一边估算道,一边揭开一块帆布,露出他巨大的36英寸“后院望远镜”。它的长度大约是欧式货车的一半,由两个做工考究的硬木箱组成,一个用来放目镜,另一个是放主镜的,二者以一组黑色支杆相连。汤姆和杰克就支撑主镜的最好方法开着玩笑——这是望远镜制作者争论不休的话题——汤姆主张用传统的金属“浮置”悬挂系统,而杰克反驳说,普通的泡沫塑料更便宜,也一样好用。

尽管退休了,但汤姆没有停止观测——他会把自己的“后院望远镜”拖出工作室的车库门,放到外面一块水泥板上——他依旧担任《业余天文》杂志的编辑,那是一本深入浅出的期刊,对语言文字没有文学性的要求。在最近的一期中,他回复了一些针对某些文章的抱怨。“我们一期有68页,收到的每篇文章都会被刊登。《业余天文》是由读者自己写的,我们不能决定他们写什么。”[53]

杰克回到自己的天文台,在温暖的房间里启动电脑,开始通过屋外的16英寸施密特——卡塞格林望远镜拍摄照片。他做了个曝光测试,大步走向望远镜矫正对焦——“我会移动千分之三或千分之四英寸”——然后对旋涡星系M77拍摄了四次一分钟的快门,每次用不同的彩色滤镜。他的自动滤镜轮这时候正好坏了,所以每次换滤镜的时候他就需要离开温暖的房间,摆弄一番望远镜,然后再回到电脑屏幕前。他像在新的画布上作画的画家一样,耐心地、按部就班地完成了这个过程。每个图像显现的时候,他都要进行检查,在电脑上做些处理,用鸟一样的专注盯着成果,左右摆头,换换角度,然后再做调整。

“现在我要把它们叠加起来。”他说。他把四张照片叠加起来,然后一副壮观的星系彩色照片出现了。我对这个星系比较了解,但照片上显示出外圈的一层光晕,我对它并不熟悉。在杰克调整颜色的时候,我查了一下《卡内基星系表》,发现M77在威尔逊山200英寸胡克望远镜拍的照片上并没有外层光晕的迹象。卡内基照片差不多有半个世纪的历史,所以这种比较未必公允,但很明显,杰克数分钟内的工作就胜过了当时世界上最大的望远镜。

又拍了几张深空天体之后,杰克在望远镜内插入一枚巴罗镜——它能延长有效焦距,于是CCD芯片上能够映射出更大的图像——然后移动到木星,又以不同颜色的滤镜对这颗大行星进行了四次短曝光,再一次左右摆头之后,迅速舍弃了一张不合标准的。“我在等视宁度好的那一刻,”他说,“这张好多了。”

得到四张干净的照片之后,他把它们叠加起来,又得到一张木星锐利的彩色肖像,就是几分钟前看到的那样。“很好,”他开心地说,“其实挺漂亮的!就是没有星系那么好玩,是不是?”

雾气正从墨西哥湾蔓延过来,就在西边不到10英里的地方。杰克的除雾系统——那是他从电热垫上拆下来的电线,上面覆盖着泡沫绝缘材料,包裹在他折射镜的物镜周围,以及施密特——卡塞格林望远镜末端朝向天空的改正板上——正在保持光路清晰,但时至午夜,天空自周围到天顶都变成奶白色,于是我们关闭望远镜,合上屋顶。

我在B&B四间客房中的一间度过了这个夜晚。墙壁装饰着杰克的大幅彩色天文摄影照片,床头桌上堆着《业余天文》。翌日清晨,我们在餐桌前慢吞吞地吃着早饭,爬升的朝阳烧尽了残雾,艾丽斯一边续满我的咖啡杯,一边赞扬着业余天文的功绩(“有多少科学领域是你不依赖巨大投资就能做出重要发现的呢?”)。

天空清澈后,杰克回到天文台,开始用一架前面装有H——α滤镜的5英寸折射镜拍摄太阳。这样的滤镜可以阻挡所有太阳光谱,只让一种由氢原子产生的宝石红色线通过。我透过目镜看了一眼,得到的是一幅壮观的景象:巨大的日珥飘浮在太空中,血红色太阳表面蚀刻着由太阳黑子组成的、旋转着的深色磁场线。杰克轻轻翻转一个小反射镜,让它直接对准光源,避开目镜,接上CCD相机。然后,在暗控制室,他开始曝光并梳理照片,就像他夜里做的那样。他选出空气最稳定的时候拍下的照片,那时候展现的细节最棒。几分钟之内他就制作出一张效果惊人的叠加照片——红色的日珥悬挂在狂暴的金色太阳边缘。我们用南加利福尼亚大熊湖太阳天文台的一张太阳照片做对比,大熊湖天文台是领先的专业机构——它是建在大熊湖畔的高高的白色圆顶屋,湖水可以冷却环境温度,将大气湍流减至最小——那里的天文学家用三台研究级望远镜监控着太阳的一举一动,最大的是一台26英寸反射镜。杰克最新的一张太阳照片并不如大熊湖天文台的锐利,但也已经很接近了。

两个月后,杰克的一张太阳照片以整版跨页的形式发表在《新闻周刊》上。“如果你幸运,”他说,“如果你的焦距正确,视宁度正确,太阳滤镜的倾角正确——你就掌握了魔法!”