兴隆观测站冬季银河

The Winter Milky Way At Xinglong Station
兴隆观测站冬季银河

22 望远镜圆顶上的昴星团

北京西临太行山,北接燕山山脉,进入山区几十公里之后便可远离城市光害、仰望灿烂的星空。西边的花台和灵山、西北的海坨山、北边的望京台与喇叭沟门、东北方向的不老屯、金山岭与兴隆站等,这些都是星空爱好者们耳熟能详的拍星胜地。但其中地景最有意义、在天文界最有影响力的还要属兴隆站,也就是国家天文台兴隆观测站。

2019年11月底,我参加星空摄影师戴建峰组织的拍摄活动,与新华社摄影记者王俊峰以及好友闷闷儿、肉堆一起,去兴隆站拍摄了一次冬季星空。虽然我以前去过很多次兴隆站,但晚上留下来拍星空这倒是头一回,所以还是蛮期待的。兴隆站是光学望远镜观测基地,有9台巨型的光学望远镜,是天文爱好者们很喜欢拍摄的建筑。站里对于光线的控制非常严格,天黑后汽车是禁止在站里开大灯的,所以我们下午早早便从北京出发,一路上开得很快,晚饭前赶到了兴隆站。11月的北京还不算太冷,但对于深入山区的兴隆站来说已经入冬了,这里前一天刚下了场雪,雪后温度骤降且刮起了大风,寒冷至极。不过冷空气也将天空吹得干干净净,这对拍星空来说也是件好事情。负责接应的老师已经为我们安排好了食宿,我们在食堂吃过一顿丰盛的晚餐后,就去搬运行李和设备。我们住的楼叫作迎宾楼,离食堂并不远,但沿途没有一盏灯是开着的。由于到处是白茫茫的雪,所以走在外面并不觉得有多暗,反倒是迎宾楼里漆黑一片。我们进入楼后打开头灯,将灯光调至最暗,迎面看见一个禁止喧哗的牌子,带路的老师告诉我们,这是因为站内的工作人员都是日夜轮班,全天每个时间段都有人在休息。我们蹑手蹑脚找到了各自的房间,才终于打开房灯见到了光亮。这里的住宿条件很好,房间与城里的酒店一样舒适,唯一不同的是窗帘非常厚,而且是紧紧合上的,我们被告知晚上绝对不能打开窗帘,以免影响站里设备的观测活动,好在我们并没有开窗帘的需求,在房间里也只是为一会儿的拍摄做准备。

23 LAMOST黑白

我们都有丰富的野外拍摄经验,深知这样的夜晚温度会特别低,所以穿衣方面丝毫也不敢懈怠。在冬季拍星空一定要注意穿衣的规则,最内层要吸汗,中间层要保暖,最外层要防风防潮。现在一般的冬季户外冲锋衣都是符合要求的,都是用羽绒或者棉芯作为保暖的内胆,自己也可以根据实际的需要来加厚保暖层。比如我就额外在羽绒服里加了一件羽绒背心,下身也穿了两条秋裤和一条棉裤。但是相比衣裤而言,头部、面部、手部和脚部的保暖更为重要,任何一个地方没有照顾好,都有可能成为全身的短板。所以我戴了一顶抓绒里的毛线帽,前面盖住眉毛、两侧扣着耳朵,面部和颈部用羊毛围巾裹住;双手戴着羊绒手套,既保暖又方便操作设备;双脚则套了两双羊毛袜,外面再蹬着一双轻便且隔热的羽绒靴,从头到脚武装到了牙齿,这基本是我穿过最厚的装备了。大家也都换了重装,闷闷儿和肉堆甚至套上了防寒程度可以达到零下100摄氏度的雪地靴,在这样的环境里一点也不夸张。

兴隆观测站共有9台巨型光学望远镜,分列在主路南北两侧的山坡上,我们从迎宾楼里出来后便直奔北坡的方向,因为那里有著名的LAMOST,即郭守敬望远镜。在食堂所在的综合楼旁边有一段陡长的台阶,通向望远镜所在的山坡。我们穿着臃肿的衣装,两只手又都拿着沉重的设备,爬起来比较辛苦,幸亏台阶上的雪已经被站内的工作人员清扫干净了,所以并不危险。台阶顶端有一条小路,两边都是高大的松树,踩着路上的雪没走几步就来到了一座两层楼高的圆顶建筑下面,从大家的谈话中得知,这里面是85厘米反光望远镜。这架望远镜从兴隆建站的时候就有,最早是40厘米双筒折射望远镜,后来改造成了85厘米卡塞格林反射望远镜,从事的是变星的测光观测。2007年底国家天文台与北京师范大学合作,对它又进行了一次升级改造,之后它也被称作“国家天文台-北京师范大学望远镜”(简称NBT)。我与闷闷儿、肉堆决定在这里拍一下这台望远镜,于是我们就分成了两组,其余人跟着戴建峰继续沿小路往LAMOST的方向去了。

此时85厘米望远镜正在工作,圆顶从中间分开了一条窄缝,里面透着微弱的红光。我在离他十几米的地方选了个位置,将三脚架深深扎在雪里,用一台相机来试拍。当晚的月相是上蛾眉,月光与雪地一同起到了给建筑物补光的作用,观测站里也没有刺眼的光源,所以拍摄效果很让人满意。不一会儿闷闷儿和肉堆也往前走了,我便独自走到望远镜的另一边,在来时的小路旁架起了一台设备拍延时,准备捕捉它圆顶旋转的动作,然后也沿着小路追其他人去了。

24 工作中的85厘米望远镜

25 施密特望远镜

26 60厘米望远镜

85厘米望远镜前面是施密特望远镜,是1992年由陈建生院士发起并组建、由北京天文台(国家天文台前身)主导的BATC大视场多色巡天计划的观测设备,施密特望远镜也在一个圆顶建筑里,与85厘米望远镜的楼大同小异。从施密特再往前走是60厘米和50厘米反光望远镜,两台望远镜离得很近,且都是深藏在茂密的松林里。其中50厘米望远镜的建筑很小,若不是听见了在它附近相机的啪嗒声,我差点没有注意到它。这几台望远镜我都没急着拍摄,因为月亮就要下山了,我打算用LAMOST作为前景拍一张月落的画面。走过50厘米望远镜后就来到了一片开阔地,右手边有座大一点的建筑,两端各有一个圆顶高台,对照地图得知这是1米反光望远镜的楼。站在空地向西望去,月光里有一个巨大而熟悉的黑影,那就是LAMOST郭守敬望远镜。LAMOST的建筑特点是在圆顶楼的旁边有一个倾斜的筒状楼,筒的一端对着圆顶,另一端向上对着天,两端由巨大的楼身托起,好像两只手臂举起一个巨型的单筒望远镜,而圆顶则像一只正在透过它观察天空的大脑袋。可实际上LAMOST并不是按照这样的逻辑在工作,光线并非透过巨筒进入圆顶,而是恰恰相反,星光是先进入圆顶然后再反射进巨筒,最后到达深藏筒内的由若干六角形球面镜拼成的直径超过6米的主镜。这台巨大建筑的全称是大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,在这个领域里处于国际领先的地位,2010年它被冠名为“郭守敬望远镜”,截至2018年6月它完成七年巡天项目的时候,获取光谱数超千万,是世界上第一个达到这个量级的光谱巡天项目。

月亮终于降到LAMOST的高度,却躲进了不知何时出现的云里,直到落山也没有再露面,我的拍摄计划泡了汤。从一张试拍的照片里我看到LAMOST巨筒底端的盖子是打开的,它此时应该正在工作。可是我注意到月落之后西边的天空依然很亮,那是来自5公里外兴隆县城的光,在这样的光污染下LAMOST该如何工作,这不禁让我深深地忧虑。

LAMOST并非是最靠西边的一个,在它前面还有一台2.16米反光望远镜,是一台功能完备的通用型天文望远镜。星空摄影爱好者对它也很熟悉,可能是因为它的建筑物表面有一个环绕上升的观景梯,可以登高远望LAMOST以及其他的几台望远镜。但是当晚我并没有走到2.16米望远镜那里,我在LAMOST脚下支起另一台拍摄延时的相机后,便因为太冷而躲回车里,之后便在车的尾部支起望远镜拍了半宿深空。第二天白天我们去兴隆县城买了补给,我又给自己添了一双皮手套,一顶把整个脑袋包得只剩眼睛的帽子,还有一条羽绒裤,晚上继续在严寒里奋战。这一晚我终于爬上了2.16米望远镜的旋梯,从几十米高俯瞰了兴隆站的夜景以及那几台巨型望远镜,也拍了一些照片和延时。

国家天文台兴隆观测站

我们从很原始的时候就懂得,天上的星星远于任何千山万水,遥不可及,但人类追求真理与探索太空的精神却从不懈怠。这种精神,当站在几十米高的天文望远镜下面仰望星空时,才会有更深刻的感受。3名摄影师,6台相机,7个小时,12段延时,98秒,带您体会国家天文台兴隆观测站的一夜斗转星移。

参考资料:兴隆观测站官网(http://xinglong-naoc.org/)

27 2.16米望远镜

两个夜晚的拍摄让我收获了很多作品,尤其是拍摄85厘米望远镜的那个延时,画面里望远镜的圆顶好像活了一样,它打开的那条缝隙如同一只窥探宇宙的眼睛,随着星光快速地转动着,充满了活力。其余所有朝向东北方向的照片也都非常好,冬季银河以及猎户座、双子座这些冬季星座特别清晰,但是朝西和朝南的照片就要相差很多,主要还是因为城市的光污染。

回京之后我也查阅过一些新闻,了解到国家天文台曾和国家环保部取得联系,希望通过建立保护区的方式对夜天光进行保护,但兴隆是一个需要发展的贫困县,改造灯光的费用之高让县政府也十分为难,也许正是由于这些原因,诸多保护措施一直没有得到落实。这样的光污染一度让兴隆观测站处于一种困境,这些耗资巨大、硕果累累的巨型望远镜有着令人担忧的未来,也许将来天文学家在建设新的光学观测站时,不得不到渺无人烟的地方去选址;或许某一天暗夜资源会被立法保护,人们会如同保护水源、森林和物种一样守卫着头顶的夜空。

28 LAMOST与兴隆县城的光害