梵蒂岡天文台（八）

作者：耶穌會士SABINO MAFFEO神父

圖一：1987聖若望保祿二世在美國亞利桑那接見大學著名天文科學家

圖二：著名美籍耶穌會士天文科學家喬治·科因神父

圖三：梵蒂岡天文台合作單位世界最著名天文台美國亞利桑那州立大學天文台多面鏡天文望遠鏡

圖四：梵蒂岡天文台合作單位世界最著名的美國亞利桑那州立大學格雷厄姆山天文台天文望遠鏡

圖五：梵蒂岡天文台合作單位世界最著名的美國亞利桑那州立大學圖森天文台觀測站，梵蒂岡天文台科學家們研究工作之地。

向西發展

七十年代時，那令天文台從羅馬城遷移到岡道爾夫堡的明亮光線，也在漸漸侵襲著岡道爾夫堡。為尋找適合天文台研究計劃的新地點，特雷納神父在貝蒂奧（Bertiau）和德·格拉弗（De Graeve）的協助下，開始研究義大利天空的黑暗程度。義大利天文學會（Società Astronomica Italiana）對這項研究自然也感興趣。作為這項研究的成員，特雷納神父也擔任著國際天文聯盟委員會（Commissione della Società Astronomica Internazionale）的秘書。這個聯盟於1976年在格勒諾布市（Grenoble）召開會議，討論這項研究。會議期間，特雷納神父呈上了紀念塞基神父去世百周年活動的正式邀請書，準備在梵蒂岡舉辦國際天文聯盟的一個座談會。他本是親自籌備座談會，但卻不幸於1978年2月18日突然去世，終於未能參加會議。

特雷納神父去世後，有關天文台發展的各種可能性立即進入了籌劃階段：將施密特望遠鏡轉移到薩丁島的想法被排除，因為在那裡儘管有上空的最佳條件，可是似乎也不能成為搬運施密特望遠鏡所需費用和付出勞苦的正當理由。其它可能性包括：接受邀請，將施密特望遠鏡遷到加那利（Canarie），那裡正在建一座國際天文台；讓梵蒂岡天文台成為南歐天文台（Osservatorio Europeo Australe, 縮寫為ESO）的會員，這個歐洲國家的機構在智利安第斯山脈的拉希拉（La Silla）有一所觀察站，梵蒂岡天文台的天文工作者們多少也在那裡工作了一段時期；接受在亞利桑那的圖森建立分台的邀請，這樣，可以使用安裝在那裡的大型天文望遠鏡，與其它研究單位合作。這些機構使圖森成為世界上最重要的天文中心之一。

喬治·科因（George Coyne）[1]神父擔任起了梵蒂岡天文台台長一職，而這項任命為選擇最後一個可能性起了決定性作用。科因神父自1969年起便加入梵蒂岡天文台的團體，由於在圖森負責研究項目，又在亞利桑那大學的幾個天文學研究所教書數年，因此他與那個大學的天文學家們早就建立起良好關係；在接任特雷納神父的職務時，他已經是卡塔利娜天文台（Catalina Observatory）的台長和斯圖爾德天文台（Steward Observatory）的代理台長。這兩個天文台都屬於亞利桑那大學。

同一期間，梵蒂岡天文台的其他天文工作者也都有過機會同圖森的天文機構進行合作與研究。一段時間以來，在梵蒂岡天文台團體內，至少較年輕的成員希望研究工作不應全部都在梵蒂岡天文台的範圍內進行，而是應敞開大門與一些重要的院校建立長久穩定的合作關係，從而能為我們的天文工作者提供空間和一流的器械。就這樣，這位已經進入一個最有聲望的天文機構的新台長，認為最好先推遲將施密特望遠鏡轉移到撒丁島的計劃，應該讓梵蒂岡天文台與圖森的亞利桑那大學斯圖爾德天文台建立密切的合作關係。

這項嘗試於1980年開始：梵蒂岡天文台與亞利桑那大學簽署一項協定，在支付年租金的情況下，在圖森的梵蒂岡天文台的天文工作者（現在稱作梵蒂岡天文台研究小組，Vatican Observatory Research Group - VORG）既可以使用斯圖爾德天文台的辦公室和設備，也能使用那裡的望遠鏡進行觀測。此外，梵蒂岡的天文學者們也能夠進入設在圖森四周野山上的許多觀測站，使用眾多大型望遠鏡。這些觀察站包括：國家光學天文觀測站（National Optical Astronomy Observatories）、美國史密森學會（Smithsonian Institution）、亞利桑那大學觀測站（Universityof Arizona Observatories），它們之所以集中在那裡，正是因為那裡有優越的氣候和大氣層條件。

梵蒂岡天文台與亞利桑那大學進行有效合作的最明顯標記，無疑是新的梵蒂岡觀象台的建立，名叫「梵蒂岡高端技術望遠鏡」（Vatican Advanced Technology Telescope），名稱取自安裝在埃默拉爾德山峰（Emerald Peak）的新型高端技術望遠鏡。那裡位於圖森東北部大約160公里，格雷厄姆（Graham）山脈海拔3200米處。

當然，這項計劃在簽署協定時並沒有被考慮進去，它之所以能夠實現只是因為梵蒂岡天文台選擇的合作夥伴斯圖爾德天文台以其高水平的研究和高質量的儀器，在那個年代已經脫穎而出。而且也由於發明了新方法，在製作用於望遠鏡的巨大光學鏡片上作出貢獻，因此在技術領域也名聞天下。

這項發展與亞利桑那大學同美國史密森尼學會（Smithsonian Institution）始於80年代初的努力分不開，它們在整個國際範圍內努力推動使用新技術天文望遠鏡觀測天象。由於在圖森周圍的天文觀測站已經比比皆是，這兩個單位將它們打算在格雷厄姆山實現上述計劃的構想公諸於世。儘管不得不克服一些料想不到的困難，這項以格雷厄姆山國際天文台（Mount Graham International Observatory MGIO）命名的計劃，今天已付諸實現。

眾所周知，為了能及時探測更深遠的天空，觀測空中越來越遙遠的弱小天體，收集那些天體的光量就必須越來越多：這便需要盡量加寬鏡頭，即鏡頭直徑，使望遠鏡能夠收集受觀察物體的光並使物體形成圖像。

另一方面，若使用老舊技術製作鏡片，當直徑超過一定限度時，無論在技術上還是在經濟上就都有難度，而且隨著鏡頭的加大，難度也會增加：在40年代製作直徑為5米的加利福尼亞帕洛瑪山（Monte Palomar）巨大鏡頭和俄羅斯的6米寬鏡頭後便為再製作那樣尺寸的鏡頭，就是基於這個理由。

現在，各種不同的新技術彼此競爭，可作出直徑超過10米的鏡片：可見，我們已進入了高端技術天文望遠鏡的時代。

上面我們已經說過，斯圖爾德天文台在製作鏡片方面是前衛的，採用的是旋轉爐這一特別技術。由羅傑·安吉爾（Roger Angel）教授和他的團隊發明的這項技術，大大地減少了製作鏡片的時間。他們把玻璃放在一個可旋轉的熔爐中心，讓攝氏1200度的溫度將其熔化，然後再轉動熔爐，使其冷卻。由於重力和離心力的作用，液體玻璃的游離表面形成拋物面的凹面。一台電腦調整熔爐轉動的速度，監測鏡片的形狀和凝固狀態的最微小細節。最終的結果是一個硬玻璃圓盤，但相對較輕，因為後部是蜂窩狀結構。塑造後的玻璃體已經形成凹面，故無需再進行打造，只加以完善和磨光即可，使它儘可能符合所需的拋物面的彎曲程度。所有這一切可節省大量玻璃和打磨使之平滑的時間。想了解這項技術的優勢，只要舉出帕洛瑪山一例，便可見一斑。當時運用的是始於1935年的老技術，為鑄造直徑為5米的鏡頭就需要20噸耐熱玻璃（Pyrex），用25天的時間鑄造，然後再用1年時間冷卻，12年的時間除去大約5噸玻璃，最後才取得所要求的拋物面表面。

用新技術製作首面鏡片的嘗試終於在1985年3月得以實現：這面鏡片的直徑為1.83米，熔化玻璃用了4個小時，旋轉凝固4個小時。鏡頭打磨也首次使用壓力磨光（stressed-lap）的全新方法，這項技術也是在圖森設計出的，它可以使短焦距鏡片的表面達到非常精確的彎曲程度。正是藉著方法上的創新，這項工作只用了大約3年時間，於1991年11月完成。最後一道工序就是使鋁反射層沉澱在用這種方法加工的表面上。

亞利桑那大學的鏡片實驗室非常滿意這頭一次實驗的結果，極樂意將這成果提供給梵蒂岡天文台，讓它用這成果製作望遠鏡。製成的望遠鏡供梵蒂岡天文台和斯圖爾德天文台共同使用，根據各自所得的捐助比率，梵蒂岡出資75%，大學25%。

對梵蒂岡天文學者們而言，沒有比接納這個提議更稱心如意的事了：的確，使用其它機構的望遠鏡是一回事，這意味著受到諸多限制，要排隊等待，到輪到使用時，只能得到申請使用的部分時間；而有自己能隨時使用的望遠鏡則是另一回事，這樣便可以從事長期的研究計劃，如同少數研究單位能做到的那樣。

可是，聖座在預算中沒有考慮這類的計劃，但還是鼓勵天文台台長，要是覺得能夠從友人和恩人那裡徵得所需款項，就接受上述建議。於是，1987年在美國展開了首次募款運動並取得良好成果。同時設立的還有梵蒂岡天文台基金會（Vatican Observatory Foundation），它是在亞利桑那州受到法律承認的獨立機構，其目的是為製作望遠鏡和建立觀象台提供保障，並提供獎學金給日後願意同我們合作的第三世界國家的青年們。

1989年第二次募捐運動總共募得350萬美元，足以使計劃上馬。除了曲鏡屬於斯圖爾德天文台外，新的觀象台是上述基金會的產業。鑒於這首台望遠鏡是用新技術加工的，而且梵蒂岡是主要的合作夥伴，因此它被稱作梵蒂岡高端技術望遠鏡（VATT）。

梵蒂岡天文台協會（VaticanObservatory Guild）就是由這項事業的恩人和支持者組成的。望遠鏡及附屬建築物以兩位捐獻最多的恩人的名字命名：愛麗絲（Alice）與弗雷德·列儂（Fred A. Lennon）以及托馬斯·班南（ThomasJ. Bannan）。

美國天主教徒為振興梵蒂岡天文台的慷慨貢獻，這令人想起庇護十世教宗在大約一個世紀前說的那句打趣的話。他走上梵蒂岡城內的鐵橋時這樣說：唉，這些美國人，這些美國人啊！

若望·保祿二世也曾多次表達他對天文台新事業的重視，並感謝為這項工作提供支持的美國人。他於1987年9月在美國菲尼克斯（Phoenix，又譯鳳凰城）訪問時，沒有忘記鄰近的圖森天文學者們，他接見了由科因神父率領的梵蒂岡和亞利桑諾大學科學家代表團，聽取他們講述新的天文望遠鏡計劃。若望·保祿二世也於1989年6月特別接見了梵蒂岡天文台協會的成員。

[1]時任梵蒂岡天文台台長喬治?科因神父於1978年上任，接替英年早逝的特雷納神父。科因神父生於1933年在馬里蘭州的巴爾的摩，1951年進入耶穌會，1965年晉鐸。他多年在亞利桑那大學從事開創性的研究工作，負責觀測從行星表面到星體周圍輪狀物的太空塵埃的偏振光。接任梵蒂岡天文台台長時，他已經是亞利桑那州卡塔利娜天文台的台長，並在圖森擔任亞利桑那大學天文系的代理系主任。他與亞利桑那大學的密切關係，為80年代梵蒂岡天文台研究小組在亞利桑那州的創立，提供不少方便。

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