帕洛玛巡天的传奇
帕洛玛天文台在天文界应该说是无人不知无人不晓。该台最出名的自然是与之相关的大批名人，创建者海尔、宇宙膨胀的发现者哈勃，还有兹威基、赫马森、桑德奇等等等等，至于那架享誉世界的5米海尔望远镜更是不在话下。这样的机构必然少不了名垂青史的成就，赛路里桁架的发明，自适应光学的早期试验，类星体证认及红移的给出，褐矮星的首次观测，舒梅克-列维9号彗星与2003 UB313的发现，还有本文要讲到的帕洛玛巡天。
当下每每提及巡天必谈斯隆，或者是2度视场星系红移巡天，再不就是其他天文台和轨道卫星林林总总的Legacy Survey。当然，这些大型数字化巡天在深度、波长范围和自动化程度上是1950年代的帕洛玛巡天所不可比拟的。但不论如何，帕洛玛巡天仍旧在覆盖天区面积上占据优势。
个人眼中的帕洛玛巡天颇有传奇色彩，不是说过程有多曲折，而是来头与影响之大，几乎是前无古人后无来者，何况一次观测的结果能沿用50年不衰乃至成为无数计划的向导，本身已经是非凡的了。这次北天最早的大规模大视场巡天系出名门是肯定的，赞助方是美国国家地理学会，后者因此也赚得了1620号小行星的命名。巡天的倡议者亦是颇有来头，其中包括率先将仙女星系的核球分解为单颗恒星的巴德与恒星天文学专家Luyten。Luyten早年参加过南天布鲁斯自行巡天，这可以认为是帕洛玛巡天的前奏，正是布鲁斯巡天丰硕的成果与对恒星运动学的卓越贡献催生了对北天高质量观测数据的需要。
考虑视场的要求，帕洛玛巡天并没有使用5米望远镜，而是由刚刚完工的48英寸Samuel Oschin施密特望远镜完成，一次观测可以覆盖6.5度的天区，平均极限星等约为22等。这架1938年始建、1948年落成的望远镜当年还没有Oschin这个名字。作为竣工时规模最大的宽视场望远镜，它的建造目的正是照相巡天。不知道这算不算是开了巡天专用仪器的先河。
帕洛玛巡天主力——Oschin施密特望远镜。（绘图：Russell Porter, 1941）
帕洛玛天文台的官方说法是，巡天持续时间是1950年至1957年，但有资料说，第一张真正使用的底片拍摄于1949年，最终的观测则是一直进行到了1958年春。这次使用的底片是柯达公司的14英寸103a-E红敏底片与103a-O蓝敏底片，每个天区用两种底片加宽带滤光片各拍摄一次，覆盖帕洛玛天文台可见的整个天空。1958年最终完成时，被测天区南限从最初计划的赤纬-27度延伸到了-33度，共拍摄了900余组照片，彼此相隔6度。赤纬没有一次到位的原因是，最初人们并不确定能在低赤纬天区拍到质量足够高的图象。当然，实际拍摄时也是作了一些妥协，这里曝光时间要比高赤纬来得短些。
1962年，澳大利亚人J. B. Whiteoak又利用红敏底片拍摄了南至赤纬-42度的100个天区。通常将Whiteoak的结果视作对帕洛玛巡天的补充，二者的图象在各图书馆中也往往放置在一起。只是由于这次只拍摄了红光波段，无法给出天体的谱信息。
自完成以来，帕洛玛巡天的结果风靡世界，几乎成了各国专业天文观测的标准工具，如针对变星或新星的识别。少不了的是新天体的发现，矮星系、互扰星系、星团、太阳系小天体。同时，其得到的照相星图也广泛用于射电或红外源的多波段证认。
比较古老的文献时常援引用来自帕洛玛巡天的图象。去年暑假实习的时候，个人倒是见到了不少，也算是本人第一次实质性地接触帕洛玛巡天。如下面的超新星遗迹G65.3+5.7，出现在讨论该遗迹光学光谱的文章Fesen et al. 1985中：
乍看上去清晰度那叫一个惨不忍睹，估计是电子版杂志扫描不佳的原因。否则，这套照片焉能成为各大天文台的必备之物？
其实，帕洛玛巡天的图象质量还是蛮高的，如下面这个例子：
第一期帕洛玛巡天的一大副产品是Abell星系团表，包含4073个红移小于0.2的致密星系团。1958年，巡天的主要观测者George Ogden Abell当时就读于加州理工学院，他利用巡天的红敏底片，整理出第一批2712个北天星系团发表，内有各星系团的历元1855赤道坐标值、历元1900银道坐标值、距离、富度、亮度处在第10位的成员星系亮度等数据。这也是Abell博士毕业论文工作的一部分。表中剩余的南天星系团数据则于1989年补完，是利用联合王国施密特望远镜的底片筛选而出的，这是后话。该星系团表的出现使得宇宙大尺度研究第一次成为可能。
Abell星系团表的著名成员——Abell 2218，日后哈勃空间望远镜在其中发现了显著的引力透镜现象，并由此找到了遥远天体中尺度最小的一个。（图片提供：NASA, ESA, Richard Ellis and Jean-Paul Kneib）
巡天倡议者之一Luyten也没有闲住。他结合布鲁斯巡天，利用新型闪视仪，由帕洛玛的底片测出了数以十万计的恒星自行，编纂出了包含1849颗恒星的Luyten十分之五星表与包含16994颗恒星的的Luyten十分之二星表，精度分别达到每年0.5角秒与0.2角秒。这是Luyten在退休后发表并为人沿用至今的半秒星表与新版十分之二星表的基础。
70年代，性能更好的底片问世了。澳大利亚的联合王国施密特望远镜与欧洲南方天文台的施密特望远镜此时进行了大规模南天巡天。在这样的背景下，第二期帕洛玛巡天于1985年至2000年进行，兼有补足南天巡天的目的。Oschin望远镜专门加装了消色差装置，为与南天巡天保持一致，各被测天区的间距选为5度，而非之前的6度。各天区的视场中心倒是很容易逐一查到，地址是http://www.roe.ac.uk/ifa/wfau/ukstu/possf.html。二期巡天所用底片也换为颗粒更细致的蓝敏IIIaJ、红敏IIIaF与近红外IVN三种，共拍摄897组。这是CCD完全占领专业天文观测之前的最后一次大规模照相底片巡天。
始于50年代的帕洛玛巡天在数字时代的延续是1994年公布的数字化巡天（Digitized Sky Survey，DSS）。空间望远镜研究所最初进行这一计划的目的是为哈勃空间望远镜提供引导天体，结合南天的部分数据，构成了导星星表的主体。DSS的图象可以在The STScI Digitized Sky Survey查询，LAMOST望远镜也将运用DSS进行星表输入的研究。太平洋天文学会在DSS的基础上出版了一套9CD的RealSky，而加州理工学院进一步做了数字化帕洛玛巡天，处理出3T之多的数据，由此得出规模最大的星系团表，为星系演化建模，发现了当时所知最遥远的类星体，并让其成为美国国家虚拟天文台的首批数据之一。另外，美国海军天文台也进行了二期巡天图象的数字化，编成了USNO-B星表，以图研究1亿颗恒星的自行。明尼苏达大学则为扫描底片上的天体编目，给出了银纬20度以上9000万个天体的信息。
今年推出的GoogleSky则是将一度主要流行在学术界的巡天数据充分展示给每一个人。GoogleSky的主要数据来自DSS，部分取自斯隆数字巡天，并可局部嵌入哈勃望远镜拍摄的更深入的图象。
GoogleSky中显示的M33，图象来自DSS。
桑德奇在1999年的回顾文章中如是说，帕洛玛巡天之前，人们对深空世界是所知无几的，那种无知的程度甚至可能让亲历者都难以回首。如果没有这次巡天，5米望远镜都不大可能充分发挥其威力，遑论整个天文界的进步——原因很简单，5米望远镜相当多的观测都是经由巡天底片来筛选目标的。
而一二期帕洛玛巡天前后跨越了数十年，标示着底片照相时代的辉煌，也见证了天文底片的没落。二期巡天过后不久，Oschin望远镜进行了自动化改装，换用CCD，并分别在2001年和2003年配备了近地小行星追踪照相机与类星体赤道面巡天照相机，继续从事巡天工作，主要目标是近地小天体与变源。2005年，望远镜因首颗大于冥王星的柯伊伯带天体——2003 UB313的发现而在公众中一举成名，很大程度上也导致了翌年IAU对行星的重新定义。这也算是这架传奇设备经历的延续吧。
