CDS星表库

国际天文年Logo去年是国际天文年,在翻译官方宣传手册之外,还在朋友们的鼓励下给《天文爱好者》写了一年的连载,介绍著名星表。编辑李鉴给这个系列起了个很棒的名字:“群星的族谱”。前后四五百年,二十多代天文学家,上千个星表,在新线索的串联下,发展脉络清晰可见。我常常因为灵光乍现激动得匆匆提笔,却在下笔的一刻冒出更多的问题……在积累有限之外,自己的笔力也还不足以驾驭这样宏大的题材,就当成框架索引来看好了。虽然遗憾种种,但总算是完成了一个心愿。这里是这个系列的番外篇,介绍星表数据库,发表在2010年1月的爱好者杂志上。

讲星表,就不能不提到法国斯特拉斯堡天文数据中心(Strasbourg Astronomical Data Center),这个始建于1972年的数据中心汇集了有文献记载的近万个星表,提供了详尽的查询方式,是天文学家获取数据的首选。而它的身世却少有人知……

斯特拉斯堡是坐落在莱茵河畔的一个历史名城。由于地处法德两国边界,在战事爆发时是双方攻守的焦点,战争结束后又成为谈判桌上的筹码,这让它有了复杂的身世。斯特拉斯堡天文台就在这样的背景下诞生。1871年普法战争结束,法国战败,阿尔萨斯地区被俾斯麦并入德意志帝国,由皇帝直接管理。新政府在这里建立了一所大学,天文台作为配套设施也在规划之中。著名俄国天文学家弗里德里希•斯特鲁维(最早的视差测定者之一)的孙女婿,德国天文学会秘书 August Winnecke 应邀从普尔科沃天文台回国担任第一任台长,负责筹备建造等事宜。
斯特拉斯堡天文台近景
不久后,一个设备齐全,环境优美的天文台就成为这座古老城市的新景观。但是好景不长,1909年第一次世界大战爆发,斯特拉斯堡又一次暴露在炮火之中,所有的观测计划都被迫中止,天文台也被征用,成为战时医院。一战结束后,德意志第一帝国解体,斯特拉斯堡重新进入法国的版图。来自波尔多大学天文台(Bordeaux University Observatory)的Ernest Esclangon成为斯特拉斯堡天文台的第一任法国台长,他在授时方面的杰出工作使他在1930年升任巴黎天文台台长,斯特拉斯堡天文台则由André Danjon接管。随后第二次世界大战爆发,德国人从比利时绕过马其诺防线,法国迅速沦陷,斯特拉斯堡完好无损地回到德国治下,德国天文学家也试图恢复天文台的部分功能,但是迅速变幻的战局让他们未能如愿。战争结束后,Esclangon已经到了退休年龄,Danjon被调往巴黎继任巴黎天文台台长的位置。斯特拉斯堡天文台则交给来自法国图鲁兹的拉格劳Pierre Lacroute负责。他这一干就是三十年。斯特拉斯堡前台长Lacroute身世坎坷的斯特拉斯堡天文台也终于迎来了稳定发展的时期,得以物尽其用。拉格劳原本工作在光谱分析领域,在来到斯特拉斯堡之后,转而发展更适合天文台的天体测量技术。他很快发现由于大气的局限,地面仪器的性能根本无从发挥。六十年代前后,前苏联一系列卫星的升空让他看到了新的希望。他大胆地提出了空间观测的设想,但由于技术超前耗资巨大,迟迟未获批准。在他多年的不懈推动下,有越来越多的欧洲天文学家认同了空间观测的价值,卫星的发射也提上日程。

在筹备的过程中,巴黎天文台台长Jean Delhaye意识到星表数据的重要性,决定建立欧洲的星表中心。1972年法国国家天文地理协会(French Institut National d’Astronomie et de Geophysique,简称INAG)在斯特拉斯堡天文台成立了恒星数据中心(Centre de Données Stellaires ,即Center for Stellar Data,简称为CDS),由Delhaye研究星表交叉认证的学生Jean Jung负责。当时Intel公司刚刚发布新的8位处理器8008,主频不到1MHz,IBM公司的现代硬盘设计(Winchester)还未产品化,文字识别技术(OCR)也刚刚起步,结果惨不忍睹……要在这样的条件下将卷帙浩繁的星表资料数字化,难度可想而知。更何况他们的资料室中只有已出版的AGK2星表,其他的经典星表还都尘封在各国天文台、研究所和图书馆的角落中。那时全世界唯一的数字化资料就是美国刚刚为阿波罗计划编好的SAO星表磁带。他们的工作就在此基础上展开了……Jung在完成了恒星证认表(Catalog of Stellar Identification,简称CSI)后不久离开了天文界,那时他工作的价值还无法完全呈现……这是一个包括哈佛史密森星表(SAO),亨利德雷珀星表(HD),好望角照相巡天星表(CPC),德国天文学会星表(AGK2/3),耶鲁分区星表等诸多重量级星表在内的交叉证认表,也是日后Simbad系统的原型。接替他负责数据中心的是来自阿根廷拉普拉塔(La Plata)天文台的Carlos Jaschek,他的父母在1937年因为纳粹而移民阿根廷,而他又因为阿根廷动荡的政局在1973年回到欧洲,他在天文界广泛的合作关系为这个新兴机构注入了活力,他的天文学家妻子也为人手短缺的办公室提供了不小的帮助。随着技术的进步,星表库不断扩充,收录的数据不再局限于恒星,数据中心的名称也相应更改为斯特拉斯堡天文数据中心(Strasbourg astronomical Data Center)。

在我写这篇文章的时候,星表库已经收录了8901个星表,其中8282个可以在线查询(注意:因为星表数据库在不断更新,星表数目变化很快,这里仅供参考)。共分为9大类,用罗马数字编号,分别是:

  • I. 天体测量星表(Astrometric Data):主要记录恒星的位置,坐标,自行,视差数据,包括268个星表。德国天文学会星表(AGK3,I/61B),波恩星表(I/122),耶鲁分区星表(I/141),依巴谷星表(I/239),第谷2星表(I/259),基本星表第六版(FK6,I/264),哈勃导星星表(GSC,I/305),美国海军星表(UCAC3,I/315)等著名星表都在此目录下
  • II. 测光星表(Photometric Data):记录天体各波段星等,测光数据,包括265个星表。有变星总表(II/139B),斯隆巡天测光数据SDSS-DR7(II/294),我国兴隆观测站施密特望远镜的大视场多色巡天(BATC)也在其中(II/262)。
  • III. 光谱星表 (Spectroscopic Data):记录天体光谱观测数据,有226个星表,比如最早的光谱星表——亨利德雷珀星表及补编(III/1),斯隆巡天光谱数据(SDSS-DR6,III/255)。
  • IV. 交叉证认星表 (Cross-Identifications),包含27 个星表,主要提供不同大型星表(比如SAO、HD、GC、DM)之间的编号对照。
  • V. 汇编星表 (Combined data) (116 catalogues) 基于文献和现有观测结果重新汇编导出的星表。比如根据耶鲁大学天文台巡天结果编制的耶鲁亮星星表(V/25),由斯特拉斯堡天文台编制的银河系行星状星云表(V/100),古希腊天文学家托勒密的《天文学大成》(Almagest)中的星表也收录在此(V/61)。
  • VI. 其他星表 (Miscellaneous),不适合其他任何目录的星表就放在这里。有106 个。有星座边界数据(VI/49) ,元素谱线列表(VI/69),帕洛马天文台二期巡天底片位置(VI/114) 等等。
  • VII. 非恒星星表 (Non-stellar Objects) 含有214个星表,星云,星团,星系,星系团都可以在这里找到,也包括类星体,小行星等天体。比如著名的NGC星表(VII/1B 1973年版本,2000年版本在VII/118),阿贝尔和茨威基的星系团表(VII/4A 1973年版,1989年版VII/110A)。
  • VIII. 射电和红外星表 (Radio and Far-IR data),射电和红外波段的观测,85 个星表,包括剑桥大学的3C射电源表(VIII/1A),北京天文台密云观测站232MHz巡天(VIII/44)
  • IX. 高能星表 (High-Energy data),主要是X射线和伽玛射线波段的观测,因为领域起步较晚,星表也最少,只有30个。涵盖了乌呼鲁卫星,ROSAT卫星,Einstein卫星的数据。

如果数据库对已收录的星表进行了格式上的改动或补充,会在原有目录后增加大写字母来区分,就像NGC星表和3C星表那样;如果原作者发布了新版,就作为新的星表加入。如果要向星表库提交资料,需要将星表数据转换成指定的文本格式,撰写说明文档,介绍星表特点,解释数据意义。星表被正式收录后,会被同步到美国,加拿大,日本、印度,中国等地的数据中心。从1993年开始,星表库也开始收录来自期刊文献的天体数据表,归入在目录J下,然后按期刊缩写卷号期数复分,现在这已经成为新资料的主要来源。

80年代互联网出现后,星表库建立了一个交互查询系统用于检索CSI的数据,称作Simbad (天文数据证认测量和记录系统,Set of Identifiers, Measurements and Bibliography for Astronomical Data的缩写,同时也是《一千零一夜》中阿拉伯著名航海家辛巴达的名字),在1990年用C重写了全部代码将平台移植到了Unix上。到了90年代末,基于恒星位置和交叉证认设计的Simbad已经无法满足日益复杂的查询要求,CDS又开发了更灵活强大的线上查询系统VizieR,希望它就像故事中那个阿拉伯宰相一样,大权独揽,将所有星表各项数据统一处理;随着天文数据的迅速增长,数字化巡天(DSS)、斯隆巡天(SDSS)等各类专用数据库也日渐完善,要将所有数据集中到一起已经不再现实。为了整合各个数据库的资源,1999年,他们又推出了跨平台的Java程序Aladin,让无所不能的神灯来帮忙寻找需要的资源……
加贺谷穰Crystal Evening
星表库建立三十多年来,完成了众多重要历史星表的数字化工作。传统星表已经同专业文献,观测记录,原始照片之间建立了完善的交叉链接和引用关系。当历代的知识重叠在一起,人类的经验不再彼此孤立。从恒星的名字,标定他的方位,看他在帕洛马底片中的星芒,在哈勃望远镜中的颜色,调出光谱,判断距离,划分星族,确认年龄,揣摩他自原始星云中诞生的历史;由一个星系的编号,就能穷尽红外,紫外,短波,长波,X波段,欣赏她旋转的姿态,暗晕的辉光,聆听星风的呼啸,感受黑洞的脉搏,看氤氲的尘埃如何孕育星体,看暮年的恒星如何结束生命……光子是尽职的信使,越过亿万年的时光,到达这个小小的星球,告诉我们自宇宙创生以来的故事……

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