Центр астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт (CfA) - это исследовательский институт астрофизики, которым совместно управляют обсерватория Гарвардского колледжа и Смитсоновская астрофизическая обсерватория . CfA, основанная в 1973 году со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс , ведет обширную программу исследований в области астрономии , астрофизики , наук о Земле и космосе , а также научного образования . CfA либо возглавляет, либо участвует в разработке и проведении более пятнадцати наземных и космических астрономических исследований.обсерваторий по всему электромагнитному спектру , в том числе предстоящего Giant Magellan Telescope (GMT) и Чандра , один из НАСА «s Great обсерваторий .
Сокращение | CfA |
---|---|
Учредил | 1973 |
Цель | Исследования в области астрономии , астрофизики , наук о Земле и космосе |
Штаб-квартира | 60 Garden Street, Кембридж, Массачусетс , США |
Директор | Чарльз Р. Олкок |
Персонал | 850+ |
Веб-сайт | www |
Ранее назывался | Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики |
CfA, в котором работает более 850 ученых, инженеров и вспомогательный персонал, является одним из крупнейших астрономических исследовательских институтов в мире. [1] Его проекты включали в себя отмеченные Нобелевской премией достижения в области космологии и астрофизики высоких энергий , открытие многих экзопланет и первое изображение черной дыры . CfA также играет важную роль в мировом сообществе астрофизиков : например, Система астрофизических данных (ADS) CfA была повсеместно принята [2] в качестве всемирной онлайновой базы данных статей по астрономии и физике. Известный на протяжении большей части своей истории как «Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики», CfA в 2018 году переименовал свое нынешнее название, чтобы отразить свой уникальный статус как результат совместного сотрудничества Гарвардского университета и Смитсоновского института . Нынешний директор ЦЖК (с 2004 года) является Чарльз Р. Alcock , [3] , который успешно Ирвин И. Шапиро (директор с 1982 по 2004 год) и Джордж Б. Полевой (директор с 1973 по 1982).
История CfA
Центр астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт формально не является независимой юридической организацией, а скорее институциональным лицом, действующим в соответствии с Меморандумом о взаимопонимании между Гарвардским университетом и Смитсоновским институтом . Это сотрудничество было официально оформлено 1 июля 1973 года с целью координации соответствующей исследовательской деятельности Обсерватории Гарвардского колледжа (HCO) и Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO) под руководством единого директора и размещенных в одном комплексе здания в кампусе Гарварда в Кембридже, Массачусетс . Таким образом, история CfA - это также история двух полностью независимых организаций, входящих в его состав. Имея общий срок службы более 300 лет, HCO и SAO стали хозяевами основных вех в астрономической истории, которые предшествовали основанию CfA. Они кратко излагаются ниже.
История Смитсоновской астрофизической обсерватории (САО)
Сэмюэл Пирпонт Лэнгли , третий секретарь Смитсоновского института , основал Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию на южном дворе Смитсоновского замка (на Национальной аллее США ) 1 марта 1890 года. Первоначальной основной целью Астрофизической обсерватории было « зафиксировать количество». и характер солнечного тепла [4] ». Чарльз Грили Эббот был назначен первым директором SAO, и обсерватория использовала солнечные телескопы для ежедневных измерений интенсивности Солнца в различных областях оптического электромагнитного спектра . При этом обсерватория позволила Эбботу внести важные уточнения в солнечную постоянную , а также случайно обнаружить солнечную изменчивость . Вероятно, что ранняя история SAO как солнечной обсерватории была частью вдохновения для логотипа Смитсоновского института «солнечные лучи», разработанного в 1965 году Кримильдой Понтес . [5]
В 1955 году научный штаб SAO переехал из Вашингтона, округ Колумбия, в Кембридж, штат Массачусетс, чтобы присоединиться к обсерватории Гарвардского колледжа (HCO). [4] Фред Лоуренс Уиппл , тогдашний председатель астрономического факультета Гарварда, был назначен новым директором SAO. Таким образом, отношения сотрудничества между SAO и HCO возникли на 18 лет раньше официального создания CfA. Переезд SAO в кампус Гарварда также привел к быстрому расширению его исследовательской программы. После запуска Спутника (первого в мире искусственного спутника Земли) в 1957 году SAO приняла национальный вызов [6] по созданию всемирной сети слежения за спутниками, сотрудничая с ВВС США над проектом Space Track .
С созданием НАСА в следующем году и на протяжении всей космической гонки SAO возглавил основные усилия по развитию орбитальных обсерваторий и больших наземных телескопов , лабораторной и теоретической астрофизики , а также применению компьютеров для решения астрофизических задач.
История обсерватории Гарвардского колледжа (HCO)
Частично в ответ на возобновление общественного интереса к астрономии после возвращения кометы Галлея в 1835 году , обсерватория Гарвардского колледжа была основана в 1839 году, когда Гарвардская корпорация назначила Уильяма Крэнча Бонда « астрономическим наблюдателем в университете» . [7] Первые четыре года работы обсерватория располагалась [8] в доме Дана-Палмера (где также проживал Бонд) недалеко от Гарвардского двора и состояла из немногим более трех небольших телескопов и астрономических часов. [7] В своей книге 1840 года, излагающей историю колледжа, тогдашний президент Гарварда Джозия Куинси III отметил, что «... требуется телескоп-рефлектор, установленный на экваториальном уровне ...» [7] . Этот телескоп, 15-дюймовый «Великий рефрактор», был открыт семь лет спустя (в 1847 году) на вершине холма Обсерватория в Кембридже (где он существует до сих пор, размещенный в самом старом из комплекса зданий CfA). Телескоп не был наибольшим в Соединенных Штатах с 1847 до 1867. Уильяма Бонда и пионер фотограф Джон Адамс Уиппл использовал Великий рефрактор , чтобы произвести первые четкие дагерротипы о Луне (выигрышных им награду на 1851 Большой выставке в Лондоне). Бонд и его сын Джордж Филлипс Бонд (второй директор HCO) использовали его для открытия 8-го спутника Сатурна, Гипериона (который был также независимо открыт Уильямом Ласселом ).
Под директорства Эдвард Чарльз Пикеринг с 1877 по 1919 год , обсерватория стала крупнейшим в мире производителем звездных спектров и величин, установили наблюдения станции в Перу , [9] и прикладные методы массового производства к анализу данных . Именно в это время HCO стал местом проведения ряда крупных открытий в истории астрономии , основанных на так называемых « компьютерах » обсерватории (женщины, нанятые Пикерингом в качестве квалифицированных рабочих для обработки астрономических данных). Эти «компьютеры» включали Вильямину Флеминг , Энни Джамп Кэннон , Генриетту Свон Ливитт , Флоренс Кушман и Антонию Мори , все они сегодня широко признаны как крупные фигуры в истории науки . [10] Генриетта Суон Ливитт , например, открыл так называемый период-светимость для переменных классической цефеиды звезд , [11] создание первого крупного « стандартной свечой » , с которой для измерения расстояния до галактик . Открытие, которое теперь называется « законом Ливитта », считается одним из самых фундаментальных и важных в истории астрономии ; такие астрономы, как Эдвин Хаббл , например, позже использовали закон Ливитта, чтобы установить, что Вселенная расширяется , что является основным свидетельством модели Большого взрыва .
После выхода Пикеринга на пенсию в 1921 году руководство HCO перешло к Харлоу Шепли (главному участнику так называемых « Великих дебатов » 1920 года). Эта эпоха обсерватории была прославлена работой Сесилии Пейн-Гапошкин , которая стала первой женщиной, получившей докторскую степень по астрономии в колледже Рэдклифф (в нескольких минутах ходьбы от обсерватории). В тезисе Пейна-Гапочкина 1925 года было высказано предположение, что звезды состоят в основном из водорода и гелия , что в то время казалось нелепым. [12] В период между пребыванием в должности Шепли и образованием CfA обсерваторией руководили Дональд Х. Мензель, а затем Лео Голдберг , оба из которых поддерживали широко признанные программы в области солнечной и звездной астрофизики. Мензель сыграл важную роль в поощрении Смитсоновской астрофизической обсерватории переехать в Кембридж и более тесно сотрудничать с HCO.
Совместная история как Центр астрофизики (CfA)
Основание сотрудничества для того, что в конечном итоге привело к созданию Центра астрофизики, началось с переезда SAO в Кембридж в 1955 году. Фред Уиппл , который уже возглавлял Гарвардский астрономический факультет (размещенный в HCO с 1931 года [13] ), был назван новым SAO. директор в начале этой новой эры; ранняя проверка модели единого руководства в HCO и SAO. В следующие 18 лет две независимые организации станут еще ближе друг к другу и будут эффективно (но неофициально) работать как один большой исследовательский центр.
Это совместное сотрудничество было официально оформлено как новый Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики 1 июля 1973 года. Джордж Б. Филд , тогда работавший в Беркли , был назначен его первым директором. В том же году был создан новый астрономический журнал «Серия препринтов CfA», а прибор CfA / SAO, летающий на борту Skylab, обнаружил корональные дыры на Солнце. [14] Основание CfA также совпало с рождением рентгеновской астрономии как новой, важной области, в которой в первые годы в основном доминировали ученые CfA. Риккардо Джаккони , которого считают «отцом рентгеновской астрономии», основал Отдел астрофизики высоких энергий в рамках нового CfA, переведя большую часть своей исследовательской группы (тогда в American Sciences and Engineering ) в SAO в 1973 году. Эта группа позже уйдет. чтобы запустить обсерваторию Эйнштейна (первый рентгеновский телескоп ) в 1976 году и в конечном итоге возглавить предложения и разработку того, что впоследствии станет рентгеновской обсерваторией Чандра . Чандра , вторая из великих обсерваторий НАСА и по-прежнему самый мощный рентгеновский телескоп в истории, продолжает работать сегодня как часть рентгеновского центра CfA Chandra . Позже Джаккони получил Нобелевскую премию по физике 2002 года за свою основополагающую работу в области рентгеновской астрономии.
Вскоре после открытия обсерватории Эйнштейна Стивен Вайнберг из CfA получил Нобелевскую премию по физике 1979 года за свою работу по электрослабому объединению . В следующем десятилетии началось знаковое исследование CfA Redshift Survey (первая попытка нанести на карту крупномасштабную структуру Вселенной ), а также был выпущен «Полевой отчет», очень влиятельный декадный обзор астрономии и астрофизики под председательством уходящий директор CfA Джордж Филд . В 1982 году его сменит Ирвин Шапиро , который во время своего пребывания на посту директора (с 1982 по 2004 год) курировал расширение объектов наблюдений CfA по всему миру, включая недавно названную обсерваторию Фреда Лоуренса Уиппла , инфракрасный телескоп (IRT) на борту космического корабля. Спейс шаттл , 6,5-метровый многозеркальный телескоп (MMT), спутник SOHO и запуск Chandra в 1999 году. Открытия, сделанные под руководством CfA в этот период, включают каноническую работу над сверхновой 1987A , « Великой стеной CfA2 » (в то время крупнейшей известная когерентная структура Вселенной), лучшее доказательство существования сверхмассивных черных дыр и первое убедительное доказательство существования внесолнечной планеты . [15]
В 1990-е годы CfA также невольно сыграла важную роль в истории информатики и Интернета: в 1990 году SAO разработала SAOImage, одно из первых в мире общедоступных приложений на основе X11 (его преемник, DS9, остается наиболее широко доступным. использовала астрономическую программу просмотра изображений FITS по всему миру). В это время ученые CfA также начали работу над тем, что впоследствии станет Системой астрофизических данных (ADS), одной из первых в мире онлайн-баз данных исследовательских работ . [2] К 1993 году ADS выполняла первые рутинные трансатлантические запросы между базами данных, что сегодня является основополагающим аспектом Интернета. [2]
CfA сегодня
Исследования в CfA
Чарльз Олкок , известный рядом крупных работ, связанных с массивными компактными гало-объектами , был назначен третьим директором CfA в 2004 году. Сегодня Олкок за границей является одним из крупнейших и наиболее продуктивных астрономических институтов в мире [1] с более чем 850 сотрудников и годовой бюджет более 100 миллионов долларов США . На кафедре астрономии Гарварда, входящей в состав CfA, постоянно работают около 60 докторантов , более 100 докторантов и примерно 25 студентов Гарвардского колледжа со специальностями по астрономии и астрофизике . В то же время SAO проводит долгую и высоко оцениваемую программу летних стажировок REU, а также много приезжающих аспирантов. По оценкам CfA, примерно 10% профессионального сообщества астрофизиков в Соединенных Штатах провели там по крайней мере часть своей карьеры или образования. [17]
CfA является либо ведущим, либо основным партнером в работе обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла , субмиллиметрового массива , обсерватории MMT , телескопа Южного полюса , VERITAS и ряда других небольших наземных телескопов . Стратегический план CfA на 2019–2024 годы включает строительство Гигантского Магелланового телескопа в качестве приоритетной задачи Центра.
Наряду с Чандром , КФ играет центральную роль в ряде космических наблюдений объектов , в том числе недавно запущенная Parker Solar Probe , Kepler космического телескопа , в Солнечной Dynamics Observatory (SDO) , и HINODE . CfA через Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию недавно сыграл важную роль в рентгеновской обсерватории Lynx , финансируемом НАСА исследовании концепции большой миссии, заказанном в рамках Десятилетнего обзора по астрономии и астрофизике 2020 года («Astro2020»). В случае запуска Lynx станет самой мощной рентгеновской обсерваторией, построенной на сегодняшний день, что позволит на порядок больше возможностей по сравнению с Chandra .
SAO является одним из 13 институтов заинтересованных сторон для Совета по телескопам Event Horizon , а CfA размещает свой Центр операций с массивами. В 2019 году в рамках проекта было обнаружено первое прямое изображение черной дыры. [18] Результат широко считается триумфом не только наблюдательной астрономии , но и ее пересечения с теоретической астрофизикой . Объединение наблюдательных и теоретических разделов астрофизики было основным направлением деятельности CfA с момента его основания. [14]
В 2018 году CfA провела ребрендинг , изменив свое официальное название на «Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт», чтобы отразить его уникальный статус как результат совместного сотрудничества Гарвардского университета и Смитсоновского института . Сегодня CfA получает примерно 70% своего финансирования от НАСА , 22% из федеральных фондов Смитсоновского института и 4% от Национального научного фонда . Остальные 4% поступают от спонсоров, включая Министерство энергетики США , Фонд Анненберга , а также другие дары и пожертвования. [17]
Организационная структура
Исследования в CfA разделены на шесть отделов и семь исследовательских центров:
Научные подразделения в CfA
- Атомная и молекулярная физика (AMP)
- Астрофизика высоких энергий (HEA)
- Оптическая и инфракрасная астрономия (OIR)
- Радио и геоастрономия (РГ)
- Солнечные, звездные и планетарные науки (SSP)
- Теоретическая астрофизика (ТА)
Центры, размещенные в CfA
- Chandra X-Ray центр (СХС), центр науки операций для NASA «s Чандра
- Институт теории и вычислений (ITC)
- Институт теоретической атомной, молекулярной и оптической физики (ITAMP)
- Центр параллельных астрофизических вычислений (CPAC)
- Центр малых планет (MPC)
- Центр данных телескопа (TDC)
- Центр данных радиотелескопа (RTDC)
- Солнечная и звездная рентгеновская группа (SSXG)
В CfA также находятся факультет астрономии Гарвардского университета, крупные центральные инженерные и вычислительные центры, Департамент естественнонаучного образования, Библиотека Джона Г. Вольбаха, крупнейшая в мире база данных статей по астрономии и физике (ADS) и самая большая в мире коллекция астрономических фотопластинок.
Обсерватории, работающие при участии CfA
Наземные обсерватории
- Обсерватория Фреда Лоуренса Уиппла
- Телескопы Magellan
- Обсерватория ММТ
- Телескоп горизонта событий
- Телескоп Южного полюса
- Субмиллиметровая матрица
- 1,2-метровый телескоп миллиметрового диапазона
- Система массивных телескопов для получения очень энергичных радиационных изображений (VERITAS)
Космические обсерватории и зонды
- Рентгеновская обсерватория Чандра
- Транзитный спутник для исследования экзопланет (TESS)
- Солнечный зонд Parker
- Hinode
- Кеплер
- Обсерватория солнечной динамики (SDO)
- Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO)
- Космический телескоп Спитцера
Планируемые будущие обсерватории
- Рентгеновская обсерватория Lynx
- Гигантский Магелланов телескоп
- Мурчисон Уайдфилд Массив
- Массив квадратных километров
- Пан-СТАРРС
- Обсерватория Веры К. Рубин (ранее называвшаяся Большим синоптическим обзорным телескопом)
Рекомендации
- ^ a b "Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (CfA)" . www.natureindex.com . Проверено 26 апреля 2020 года .
- ^ а б в Курц, Майкл Дж .; Эйххорн, Гюнтер; Аккацци, Альберто; Грант, Кэролайн С .; Мюррей, Стивен С .; Уотсон, Джойс М. (1 апреля 2000 г.). "Система астрофизических данных НАСА: Обзор" . Серия дополнений к астрономии и астрофизике . 143 (1): 41–59. DOI : 10.1051 / AAS: 2000170 . ISSN 0365-0138 .
- ^ «Алкок возглавит CfA: астрофизик, известный своими исследованиями« темной материи », возглавил обсерватории» . Harvard Gazette. 20 мая 2004 года в архив с оригинала на 3 сентября 2006 года . Проверено 25 декабря 2007 года .
- ^ а б ДеВоркин, Дэвид Х. (2018). Империя Фреда Уиппла: Смитсоновская астрофизическая обсерватория, 1955–1973 . Научная пресса Смитсоновского института.
- ^ Аноним (24 марта 2020 г.). «Кримилда Понтес: оригинальный дизайнер Smithsonian Sunburst» . Архивы Смитсоновского института . Проверено 29 апреля 2020 года .
- ^ Спиллер, Джеймс (2015). «Поднимаясь к вызову спутника». В Spiller, Джеймс (ред.). Границы американского века . Границы американского века: космическое пространство, Антарктида и национализм времен холодной войны . Исследования Пэлгрейва по истории науки и техники. Palgrave Macmillan США. С. 21–64. DOI : 10.1057 / 9781137507877_2 . ISBN 978-1-137-50787-7.
- ^ а б в «1937PA ..... 45..523M Page 523». Bibcode : 1937PA ..... 45..523M . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ "Дом Дана-Палмер | Новости | Гарвардский малиновый" . www.thecrimson.com . Проверено 29 апреля 2020 года .
- ^ Научно-популярный ежемесячник . Библиотека MBLWHOI. [Нью-Йорк, Popular Science Pub. Co. и др.] 1903–1904 гг.CS1 maint: другие ( ссылка )
- ^ Собель, Дава (2016). Стеклянная вселенная: как дамы из Гарвардской обсерватории измерили звезды . Нью-Йорк. ISBN 978-0-670-01695-2. OCLC 952469237 .
- ^ Leavitt, Henrietta S .; Пикеринг, Эдвард С. (март 1912 г.). «Периоды 25 переменных звезд в Малом Магеллановом Облаке». HarCi . 173 : 1–3. Bibcode : 1912HarCi.173 .... 1L .
- ^ Пейн-Гапошкин, Сесилия, 1900–1979. (1996). Сесилия Пейн-Гапошкин: автобиография и другие воспоминания . Харамунданис, Кэтрин, 1937– (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-48251-8. OCLC 33281965 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ «История» . Astronomy.fas.harvard.edu . Проверено 30 апреля 2020 года .
- ^ а б «Основные моменты исследований CfA за первую четверть века» . www.cfa.harvard.edu/ . 5 февраля 2013 . Проверено 30 апреля 2020 года .
- ^ Латам, Дэвид В .; Мазе, Цеви; Стефаник, Роберт П .; Мэр, Мишель; Бурки, Гилберт (май 1989 г.). «Невидимый спутник HD 114762: вероятный коричневый карлик» . Природа . 339 (6219): 38–40. DOI : 10.1038 / 339038a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4324036 .
- ^ «CfA играет центральную роль в захвате изображения черной дыры» . www.cfa.harvard.edu/ . 9 апреля 2019 . Проверено 27 апреля 2020 года .
- ^ а б "www.cfa.harvard.edu/" . www.cfa.harvard.edu/ . Проверено 30 апреля 2020 года .
- ^ Акияма, Кадзунори; Альберди, Antxon; Алеф, Вальтер; Асада, Кейчи; Азулай, Ребекка; Бачко, Анн-Катрин; Болл, Дэвид; Балокович, Мислав; Барретт, Джон; Бинтли, Дэн; Блэкберн, Линди (10 апреля 2019 г.). "Результаты первого телескопа горизонта событий M87. I. Тень сверхмассивной черной дыры" . Астрофизический журнал . 875 (1): L1. DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ab0ec7 . ISSN 2041-8213 .
Внешние ссылки
- CfA Домашняя страница
Координаты :42 ° 22′53 ″ с.ш., 71 ° 07′42 ″ з.д. / 42.38146 ° с.ш. 71.12837 ° з.д. / 42.38146; -71.12837