William Herschel — astronóm, objaviteľ Uránu a infračerveného žiarenia
Sir William Herschel — priekopník astronómie: objav Uránu, infračerveného žiarenia, dvojhviezd a monumentálnych ďalekohľadov. Život, objavy a dedičstvo.
Sir Frederick William Herschel FRS (15. novembra 1738 – 25. augusta 1822) bol nemecko-britský astronóm, považovaný za jedného z najvplyvnejších pozorovateľov svojej doby. Preslávil sa predovšetkým objavom Uránu v roku 1781, objavom infračerveného žiarenia v roku 1800, systematickým skúmaním dvojhviezd a zostavením významných katalógov hviezd a hmlovín. Herschel si tiež sám konštruoval a staval množstvo efektívnych ďalekohľadov, medzi nimi aj v tom čase najväčší reflektor na svete.
Život a profesionálna dráha
Herschel sa narodil v Hannoveri (vtedajšie kniežatstvo Hannoversko) a v roku 1757 emigroval do Británie, kde najprv pracoval ako hudobník a učiteľ hudby. Usadil sa v meste Bath, kde pôsobil ako organista a koncertný hudobník. Svoju astronomickú kariéru začal postupne v 70. rokoch 18. storočia – zafascinovaný pozorovaním nočnej oblohy začal stavať vlastné zrkadlové teleskopy a venovať sa systematickým prieskumom oblohy.
Astronomické objavy a príspevky
Najznámejší je jeho objav planéty Urán, ktorú pozoroval 13. marca 1781. Pôvodne ju považoval za kométu, neskoršie pozorovania ukázali, že ide o planétu s takmer kruhovou obežnou dráhou. Tento objav rozšíril hranice známeho slnečného systému a upevnil Herschelovu reputáciu ako významného pozorovateľa.
Herschel vykonal rozsiahly prieskum hviezdnej oblohy a hmlovín; objavil tisíce hmlovín a hviezdnych zhlukov a zostavil detailné katalógy, ktoré poslúžili ako základ pre neskoršie katalogizácie a pre prácu ďalších astronómov. Je autorom prác o štruktúre Mliečnej dráhy, kde navrhol, že hviezdy sú usporiadané v plochej, diskoidnej štruktúre.
Svojimi meraniami dvojhviezd ukázal, že mnohé z nich nie sú len náhodné sprievody v zornom poli, ale skutočné gravitačné systémy – dvojhviezdy obiehajúce okolo spoločného ťažiska. Týmto prispel k pochopeniu dynamiky hviezdnych systémov.
Objav infračerveného žiarenia
V roku 1800 Herschel vykonal jednoduchý, ale rozhodujúci experiment: rozložil slnečné svetlo hranolom a meral teplotu pozdĺž dispergovanej škály farieb. Zistil, že teplota za červenou koncovou časťou spektra stále stúpala, hoci tam nebolo viditeľné svetlo — tak objavil infračervené žiarenie, formu elektromagnetického žiarenia s dlhšími vlnovými dĺžkami ako červené svetlo. Tento objav otvoril cestu k štúdiu spektra a rozšíril poznanie o vlastnostiach svetla a tepla.
Ďalekohľady a technika
Herschel sám brúsením a pokovovaním zrkadiel vyrábal hlavné optické komponenty svojich reflektorov, pracoval so zliatinou zrkadlového kovu (speculum). Postavil mnoho ďalekohľadov rôznych veľkostí, z nich najznámejší bol tzv. „40-foot“ (40-stôp ≈ 12 m) reflektor so subjektívne najväčšou konštrukciou svojej doby. Hoci niektoré z najväčších prístrojov boli náročné na používanie a údržbu, umožnili pozorovania, ktoré dovtedy neboli možné.
Hudobná kariéra a rodina
Pred plným nasadením v astronómii bol Herschel hudobníkom. Hral na violončele, hoboji, čembale a organe a skomponoval viacero diel vrátane 24 symfónií, koncertov a sakrálnych skladieb. Hudobné skúsenosti mu priniesli povestnú precíznosť a zmysel pre detail, čo sa odrazilo aj v jeho astronomickej práci.
Jeho sestra Caroline Herschel aktívne spolupracovala ako jeho asistentka, objavila viaceré kométy a sama si vybudovala významnú reputáciu v astronómii. Syn John Herschel pokračoval v otcovej práci a významne rozšíril rodinné dedičstvo v 19. storočí.
Ocenenia a odkaz
Herschel bol členom Royal Society (FRS) a získal si medzinárodné uznanie za svoje pozorovania a teoretické úvahy. Jeho metódy pozorovania, rozsiahle katalógy a technické inovácie významne ovplyvnili rozvoj modernej astronómie. Mnohé jeho objavy a pozorovania položili základy pre neskoršie štúdie hviezdnej dynamiky, štruktúry galaxie a spektrálnych vlastností žiarenia.
Záver
William Herschel zmenil svoje hobby v celoživotné poslanie, ktoré zásadne rozšírilo poznanie vesmíru. Jeho kombinácia technickej zručnosti, trpezlivosti pri pozorovaniach a schopnosti systematicky zapisovať a vyhodnocovať dáta z neho urobila kľúčovú postavu prechodného obdobia medzi amatérskou a profesionálnou astronomiou. Zomrel 25. augusta 1822 v Slough pri Londýne, no jeho odkaz žije ďalej v katalógoch, konštrukciách a myšlienkach, ktoré ovplyvnili generácie astronómov.
William Herschel
Raný život
Herschel sa narodil v hannoverskom kurfirstve ako jedno z desiatich detí. Jeho otec bol židovského pôvodu a bol hobojistom v hannoverskej vojenskej kapele. V roku 1755 bol hannoverský gardový pluk, v ktorom Wilhelm a jeho brat Jakob pôsobili ako hobojisti, odvelený do Anglicka. V tom čase boli koruny Veľkej Británie a Hannoveru spojené pod vládou Juraja II. Nasledujúci rok bratia vystúpili z gardovej kapely a presťahovali sa do Londýna, aby sa vyhli sedemročnej vojne.p4 Wilhelm, ktorý mal v tom čase devätnásť rokov, sa rýchlo naučil anglický jazyk. V Anglicku sa volal anglickou verziou svojho mena Frederick William Herschel.
Astronómia
Herschelova hudba ho priviedla k záujmu o matematiku a objektívy. Jeho záujem o astronómiu zosilnel po roku 1773 a zoznámil sa s anglickým kráľovským astronómom Nevilom Maskelynom. Začal stavať vlastné zrkadlové ďalekohľady a denne trávil až 16 hodín brúsením a leštením kovových primárnych zrkadiel.
Urán
Keď Herschel objavil Urán, nehľadal planétu, ale robil prieskum hviezd; bol to náhodný objav.
Bol to prvý objav novej planéty od staroveku. Prvých päť, Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn, je viditeľných voľným okom a sú známe už od dávnej histórie. Urán bol prvou planétou objavenou pomocou teleskopu. V skutočnosti Urán už predtým videli iní pozorovatelia s ďalekohľadmi, ale na mapách bol označený ako stála hviezda. Herschel zistil, že sa pohybuje na pozadí hviezd, a najprv si myslel, že je to kométa. Jeho merania využil francúzsky matematik Pierre Laplace, ktorý určil jeho dráhu a dokázal, že ide o planétu.
Herschel nazval novú planétu "Georgiova hviezda" (Georgium sidus) podľa kráľa Juraja III., čo mu prinieslo priazeň; názov sa však neujal. Vo Francúzsku, kde sa podľa možnosti vyhýbali odkazom na britského kráľa, bola planéta známa ako "Herschel", kým sa všeobecne neujal názov "Urán". V tom istom roku bola Herschelovi udelená Copleyho medaila a bol zvolený za člena Kráľovskej spoločnosti. V roku 1782 bol vymenovaný za "kráľovského astronóma". Od kráľa dostal štedré ocenenie, ktoré mu umožnilo prestať pracovať ako hudobník a venovať sa naplno astronómii. Ocenením bola doživotná penzia pre Herschela vo výške 200 libier ročne a 50 libier ročne pre Caroline. Práce na 40-metrovom ďalekohľade boli tiež podporované grantom od kráľa. p6
Herschelove ďalekohľady
Počas svojej kariéry skonštruoval viac ako štyristo teleskopov. Pomáhal mu pri tom jeho brat Alexander, ktorý rovnako ako Caroline trávil všetok svoj čas ako Herschelov asistent.
Najväčší a najznámejší z jeho teleskopov bol zrkadlový teleskop s hlavným zrkadlom s priemerom 48 palcov (1,2 m) a ohniskovou vzdialenosťou 40 stôp (12 m). Od roku 1789 až do jeho demontáže (rozobratia) o 50 rokov neskôr to bol najväčší teleskop na svete.p6 Zrkadlo bolo vyrobené z tvrdej kovovej zliatiny cínu a medi, nazývanej "spekulum", ktorú ručne leštil.
28. augusta 1789, počas svojej prvej noci pozorovania pomocou tohto prístroja, objavil nový mesiac Saturnu. Druhý mesiac nasledoval v priebehu prvého mesiaca pozorovania. Štyridsaťstopový ďalekohľad bol však nepohodlný na používanie a väčšinu svojich pozorovaní robil s menším 18,5-palcovým (47 cm) reflektorom s ohniskovou vzdialenosťou 20 stôp (6,1 m).
Pokračoval vo svojej práci výrobcu ďalekohľadov a mnohé z nich predal iným astronómom. Spolu s penziou od kráľa pomáhali tieto peniaze podporovať jeho a jeho dvoch súrodencov v ich práci.
Katalóg hviezd
Herschel pracoval so svojou sestrou Caroline Herschel. Zaznamenávala jeho pozorovania, keď ich robil. V roku 1783 daroval Caroline ďalekohľad a ona začala sama robiť astronomické objavy, najmä komét.
Caroline objavila osem komét, tri hmloviny a na bratov návrh aktualizovala a opravila Flamsteedovu prácu o polohe hviezd. Táto práca bola publikovaná ako Britský katalóg hviezd. Kráľovská astronomická spoločnosť ju za túto prácu vyznamenala. Caroline naďalej pôsobila aj ako jeho asistentka.
Dvojhviezdy
Herschel ako prvý zistil, že niektoré zdanlivé dvojhviezdy na priamej viditeľnosti sú v skutočnosti skutočné dvojhviezdne systémy, v ktorých obe hviezdy obiehajú okolo seba. Bol to prvý dôkaz, že Newtonove gravitačné zákony platia aj mimo slnečnej sústavy. Herschel objavil 850 dvojhviezd a vypracoval prvý katalóg dvojhviezd. Jeho syn John Herschel objavil oveľa viac hviezd a rozšíril katalóg.
Slnečná sústava a Mliečna dráha
Herschel skúmal zmeny polohy hviezd vzhľadom na Slnečnú sústavu. K zmenám skutočne dochádza, a to pomerne rýchlo v prípade niektorých blízkych hviezd. Pohybuje sa aj celá Slnečná sústava, čo zistil Herschel.
Na základe štúdia vlastného pohybu hviezd si ako prvý uvedomil, že slnečná sústava sa pohybuje vesmírom. Určil približný smer tohto pohybu. Skúmal aj štruktúru Mliečnej dráhy a dospel k záveru, že má tvar disku. Aj to bol skutočne významný objav.
Objav infračerveného žiarenia
11. februára 1800 Herschel testoval filtre na Slnko, aby mohol pozorovať slnečné škvrny. Pri použití červeného filtra zistil, že vzniká veľké množstvo tepla.
Herschel objavil infračervené žiarenie tak, že prešiel slnečné svetlo cez hranol a teplomer držal tesne za červeným koncom viditeľného spektra. Tento teplomer mal slúžiť ako kontrolný prístroj na meranie teploty okolitého vzduchu v miestnosti. Bol šokovaný, keď ukázal vyššiu teplotu ako vo viditeľnom spektre. Ďalšie experimenty viedli Herschela k záveru, že musí existovať neviditeľná forma svetla za viditeľným spektrom.
Replika ďalekohľadu, ktorým Herschel objavil Urán, v Múzeu Williama Herschela v Bathe
40 stôp (12 m) teleskop
Barnardova hviezda, vzdialená šesť svetelných rokov, zobrazenie polohy každých 5 rokov v rokoch 1985-2005.
Rodina a smrť
William Herschel a jeho manželka Mary mali jedno dieťa, Johna. V roku 1816 ho princ regent vymenoval za rytiera Kráľovského guelfského rádu.
Herschel zomrel v Observatory House, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, a je pochovaný v neďalekom kostole svätého Vavrinca v Uptone. Zomrel v 84. roku života, čo je rovnaký počet rokov, za ktorý Urán obehne okolo Slnka. Jeho syn John Herschel sa tiež stal slávnym astronómom. Jeho sestra Caroline sa po bratovej smrti vrátila do Hannoveru v Nemecku. Zomrela 9. januára 1848 vo veku 97 rokov.
V jeho dome na New King Street 19 v Bathe v Somersete, kde vyrobil mnoho ďalekohľadov a prvýkrát pozoroval Urán, dnes sídli Herschelovo astronomické múzeum.
Otázky a odpovede
Otázka: Kto bol Frederick William Herschel?
Odpoveď: Frederick William Herschel bol nemecko-britský astronóm, ktorý bol považovaný za najväčšieho pozorovateľa svojej doby.
Otázka: Čím je Frederick William Herschel najviac známy?
Odpoveď: Frederick William Herschel je známy najmä tým, že v roku 1781 objavil Urán.
Otázka: Aké ďalšie astronomické objavy urobil Herschel?
Odpoveď: Herschel objavil aj infračervené žiarenie a dvojhviezdy a publikoval dôležité katalógy hviezd a hmlovín.
Otázka: Na akých nástrojoch hral Herschel v mladosti?
Odpoveď: V mladosti Herschel hral na violončelo, hoboj, čembalo a organ.
Otázka: Koľko hudobných diel Herschel skomponoval?
Odpoveď: Herschel skomponoval množstvo hudobných diel vrátane 24 symfónií, mnohých koncertov a cirkevnej hudby.
Otázka: Postavil Herschel nejaký ďalekohľad?
Odpoveď: Áno, Herschel postavil mnoho teleskopov vrátane najväčšieho na svete v tom čase.
Otázka: Aké bolo Herschelovo profesijné združenie?
Odpoveď: Herschel bol členom Kráľovskej spoločnosti (FRS).
Prehľadať