"Haremul" lui Pickering

Observatorul Astronomic Harvard in anul 1899

"Haremul" lui Pickering

Articol scris de Virgil V. SCURTU

Pe data de 2 ianuarie 1839 Louis DAGUERRE a reusit o imortalizare a imaginii LUNII prin procedeul numit atunci daguerotipie. Pe data de 7 ianuarie, despre acest eveniment a prezentat o comunicare la Academia de Stiinte celebrul astronom si fizician, academician si director al Observatorului din Paris si un timp si ministru al Marinei, Dominic Francois ARAGO. In acelasi an, astronomul englez John HERSCHEL a denumit noua tehnica FOTOGRAFIE. Tot in 1839 s-au infiintat doua observatoare astronomice. Unul la PULKOVO, la sud de Petersburg si altul langa Cambridge, USA, pe langa Colegiul Harvard.

W. C. Bond (1789-1859)

Primul director al Observatorului Harvard a fost William Cranch BOND, un ceasornicar care a fost in tinerete astronom amator. Ajuns la conducerea noului observator are grija pentru echiparea acestuia cu instrumente competitive, printre care un refractor de 15", pe atunci cel mai mare din lume. Acest instrument a intrat in functiune pe data de 24 iunie 1847.

Luneta de 15" de la Observatorul Astronomic Harvard

Impreuna cu fiul sau George Phillips, a descoperit satelitul lui Saturn numit Hyperion si inelul de crep al lui Saturn, cel mai interior si mai intunecat, inelul C. Impreuna cu John Adams WHIPPLE realizeaza prima fotografie a stelei Vega in anul 1850. In ianuarie 1859 W.C.BOND decedeaza in urma unei boli de inima, in varsta de 69 de ani, iar postul de director al observatorului Harvard este preluat de fiul acestuia. El se va preocupa in mod deosebit de implementarea fotografiei in astronomie si imagineaza, printre altele, o metoda de determinare a magnitudinii stelelor dupa diametrul imaginii lor pe placa fotografica, o metoda care a stat la baza astrofotometriei fotografice, inainte de introducerea, in secolul urmator, al fotometrelor fotoelectrice, cu care se masoara innegrirea imaginilor stelare. Din nefericire George Phillips decedeaza si el in anul 1865, in varsta de numai 40 de ani.

Al treilea director al Observatorului Harvard a fost Joseph WINLOCK, un nume care mi-a ramas necunoscut timp de peste 50 de ani, pana m-am apucat de acest articol. El, ca si predecesorii sai, s-a ocupat de astrofotografie, pana la decesul sau din anul 1875. In anul 1877 la conducerea observatorului ajunge un personaj cu care cititorul nostru a facut deja cunostinta: Edward Charles PICKERING. In hiatul de 2 ani nu stim cine a condus destinele observatorului. CIUDAT ca un asemenea hiatus de 2 ani s-a produs si la Observatorul Regal Greenwich, dupa directoratul celui de al treilea astronom regal, James BRADLEY, descoperitor al aberatiei luminii si al nutatiei. Al cincilea astronom regal a fost Nevil MASKELYNE, prietenul lui William HERSCHEL. Dar al patrulea astronom regal? Am descoperit ca a fost, timp de numai 2 ani, un alt colaborator al lui BRADLEY, pe nume Nathaniel BLISS, nume de asemenea necunoscut mie multa vreme.

Edward Charles Pickering (1846-1919)

Edward Charles PICKERING s-a nascut la Boston, la 19 iulie 1846. A urmat la Scoala Latina si dupa bacalaureat,  a studiat fizica la Massachusetts Institute of Technology, pana la absolvire in anul 1865. Intre 1865 si 1867 a predat matematica la Harvard si intre 1867 si 1877 a fost profesor de fizica la MIT. In anul 1877 a devenit director al Observatorului si profesor de astronomie la universitatea Harvard. Interesele stiintifice ale lui E.C.PICKERING s-au indreptat spre lumea stelelor prin abordarea celor doua metode fundamentale ale ASTROFIZICII PRACTICE:astrofotografia si astrospectroscopia. Pentru fotometrarea vizuala a stelelor a imaginat un instrument special, numit fotometru meridian, care consta din doua lunete identice, una indreptata spre polul nord ceresc si alta cu care observa stelele la meridian. Ca stea de comparatie a folosit STEAUA POLARA(POLARIS), care aflandu-se tot timpul la o inaltime suficienta deasupra orizontului inlatura in cea mai mare parte influenta extinctiei atmosferice. Variatia stralucirii stelelor, pentru egalizare, era realizata cu dispozitive polarizante. Cu acest instrument, el si colaboratorii sai au efectuat mii de observatii, un rezultat al lor fiind publicarea in anul 1884 a unui catalog fotometric continand magnitudinile a 4260 stele, sub titlul HARVARD PHOTOMETRY. In anul 1908 apare o noua editie, largita, continand 9110 stele, sub titlul REVISED HARVARD PHOTOMETRY. Din nefericire POLARIS, steaua de comparatie, s-a dovedit a fi o stea variabila, dupa cercetarea lui HERTZSPRUNG din anul 1911, o cefeida, cu amplitudinea de 2 zecimi de magnitudine. Desigur ca aceasta variabilitate a "etalonului" a dus la erori in magnitudinile din cele doua cataloage.

In acelasi an 1911, in care a murit W.FLEMING, PICKERING a infiintat American Association of Variable Star Observers, (AAVSO), in care conlucrau majoritatea amatorilor calificati. Sediul acestei vestite asociatii, care functioneaza si azi, se afla la Cambridge, pe langa Observatorul Harvard. Pentru acesti amatori a imaginat PICKERING o noua metoda ochiometrica de observare a stelelor variabile, cunoscuta sub numele de metoda lui PICKERING de interpolare in 10. Spre deosebire de metoda mai veche a lui Argelander, metoda gradelor de stralucire, unde se foloseste cate o singura stea de comparatie, in metoda lui PICKERING sunt necesare 2 stele de comparatie, care incadreaza ca stralucire variabila. Apoi se imparte mintal intervalul de stralucire dintre stelele de comparatie in 10 parti egale si se cauta sa se plaseze variabila pe aceasta scara. Notand cu a si b cele doua stele de comparatie si cu v variabila, o observatie poate avea urmatorul aspect: a2v8b sau a3v7b sau a4v6b etc. Am dat asa mare extensie descrierii metodei lui PICKERING deoarece in literatura astronomica in limba romana ea nu exista si, recomandand acum 10 ani unei amatoare sa foloseasca metoda lui Pickering (era o incepatoare), peste un an mi-a replicat cu seninatate, dar cam incruntata, ca nu stie in ce consta metoda lui PICKERING!

Revenind la activitatea lui PICKERING la inalt nivel, trebuie sa amintim contributiile sale de baza in domeniul astrospectroscopiei, domeniu care pe atunci era la inceputuri. Fiind in principal un astronom observator, nu un teoretician care agita oceanul de ecuatii diferentiale ale fizicii matematice, PICKERING este creatorul de noi instrumente. Daca pentru fotometrie a imaginat fotometrul meridian, pentru astrospectroscopie a inventat prisma obiectiv sau camera prismatica. Daca folosim un spectrograf obisnuit, cu colimator, care consta dintr-un tub, avand la un capat o lentila, iar la celalalt capat, in focarul lentilei, o fanta ingusta, imaginea obiectului studiat data de telescop se formeaza pe fanta de intrare. Dupa colimator urmeaza dispozitivul dispersiv, care poate consta din una sau mai multe prisme sau o retea de difractie. Dupa dispozitivul dispersiv urmeaza camera foto, alcatuita din alta lentila, care poate fi simpla, neacromatizata, deoarece primeste lumina deja descompusa in culori diferite, si placa fotografica in caseta cu capac retractabil. Dupa cum se vede cu acest instrument se poate obtine spectrul unei singure stele. Pentru mai multe stele sunt necesare mai multe expuneri, pe mai multe placi individuale si mai mult timp. PICKERING s-a gandit sa instaleze, in fata obiectivului unei camere foto o prisma care sa acopere in intregime suprafata obiectivului si avand un unghi dispersiv (unghiul dintre cele 2 fete active ale prismei, prin care intra si iese lumina) destul de mic, in jurul de 10 grade. Asa se obtine prisma obiectiv, cu care se poate fotografia simultan, pe o singura placa, spectrele mai multor stele. Cu acest nou instrument PICKERING si colaboratorii sai au obtinut in cativa ani un vast material de observatie, din care au rezultat o serie de cataloage ale spectrelor stelare si in final o noua clasificare a spectrelor stelare. Personal el a mai facut o descoperire importanta, observand la anumite stele linii spectrale oscilante, spre rosu si inapoi spre violet. Uneori liniile pareau stationare. PICKERING si Herman Carl Vogel, codescoperitorul, au tras concluzia ca acolo erau doua stele, care se roteau in jurul centrului de masa, intr-un plan situat in apropierea razei vizuale. Astfel componentele acelei stele duble cand se apropiau, cand se departau de observator si astfel, conform principiului DOPPLER-FIZEAU, LINIILE SE DEPLASAU CAND SPRE VIOLET CAND SPRE ROSU. Aceste stele s-au numit DUBLE (BINARE) SPECTROSCOPICE.

Dar munca aceasta cu miile de magnitudini stelare si mai ales cu spectrele fara numar obtinute cu prisma obiectiv, nu atrageau pe colaboratorii masculini ai lui PICKERING, un exemplu negativ fiind dat chiar de fratele acestuia, WILLIAM HENRY, interesat mai mult de obiectele din Sistemul nostru solar, mai ales planeta Marte si indeosebi Luna, unde credea ca descoperise chiar migratii de insecte in craterul Eratostene...Din acest motiv directorul a cautat ajutor printre reprezentantii ceiluilalt sex, care se dovedea mai docil in indeplinirea sarcinilor si, cum vom vedea mai tarziu, erau dispuse sa accepte niste remuneratii modeste. Prima dintre cele ce cu timpul vor alcatui asazisul "harem" a lui PICKERING, se pare ca a fost Williamina FLEMING, angajata initial ca menajera in casa lui PICKERING. Apoi a fost promovata sa lucreze la Observator in calitate de calculator. Despre realizarile ei am vorbit in materialul despre descoperirea nebuloasei Capul de cal.

 

A doua domnisoara din "haremul" lui PICKERING se pare ca a fost, in ordinea datelor de nastere, Annie Jump CANNON (1863-1941), aceea cu coafura inalta si rotunda, ca o palarioara.

Annie Jump Cannon (1863-1941)

Calculatoarele de la Harvard. Foto circa 1890

Intr-o fotografie de grup cu calculatoarele la lucru, in camera lor si unde Williamina FLEMING este in picioare ca o supraveghetoare, in prim plan sezand se afla miss.CANNON cu coafura-i inconfundabila. Ea s-a nascut in localitatea Dover, din statul Delaware, pe data de 11 decembrie. In anul 1884 a absolvit colegiul Wellesley din Massachusetts, unde a dovedit reale aplicatii pentru matematica. Ea face o calatorie in Europa in anul 1892 pentru a fotografia o eclipsa de Soare. La Observatorul Harvard ajunge abia in anul 1896, la 2 ani dupa moartea mamei sale. In principal activitatea ei se indreapta spre clasificarea spectrelor stelare, din care examineaza spectrele a 350000 stele, care vor forma baza catalogului Draper. In acest catalog clasele spectrale ale stelelor apar in secventa, valabila si azi, O B A F G K M, care se memora cu ajutorul urmatoarei fraze, indragite de studenti: Oh Be A Fine Girl, Kiss Me! Intre anii 1903-1907 a alcatuit cataloage de stele variabile, descoperind circa 300 stele variabile si 5 stele noi (nove). In anul 1914 a fost aleasa membru corespondent al Societatii Astronomice Regale din Londra. In anul 1925 obtine gradul de doctor in stiinte la Universitatea Oxford. In anul 1931 Academia Nationala de Stiinte a USA ii acorda medalia de aur Draper, iar in anul urmator si premiul Ellen Richards. Trebuie mentionat ca Anne Jump CANNON este singura femeie care a obtinut medalia Draper. Un crater de pe LUNA ii poarta numele. A decedat la 13 aprilie 1941 in varsta de 77 ani.

Antonia Maury (1866–1952)

Antonia Caetana de Paiva Pereira MAURY s-a nascut in Cold Spring, NewYork pe data de 21 martie 1866. De departe era oarecum inrudita cu familia Draper. Urmeaza scoala la Vassar College, o scoala de fete, pe care o absolveste in anul 1887, cu onoruri pentru fizica, astronomie si filosofie. Acolo a studiat sub indrumarea renumitei astronoame Maria MITCHELL. Peste un an ajunge la Observatorul Harvard, unde lucreaza pana la pensionare, in anul 1935. Domeniul sau predilect a fost tot astrospectroscopia, adancindu-se in noua clasificare spectrala a stelelor, zisa "de la Harvard"(OBA...).

Dar, initial dupa ce PICKERING a descoperit prima binara spectroscopica, Mizar, din Ursa Mare, Antonia ii masoara perioada, gasind 104 zile terestre. Apoi gaseste a doua binara spectroscopica, Beta din Vizitiul (Auriga), careia de asemenea ii stabileste perioada de revolutie. Apoi a descoperit si studiat un mare numar de asemenea stele. A mai studiat si schimbarile din spectrul stelei Beta Lyrae, o cunoscuta dubla cu eclipsa. Aprofundand studiul spectrelor stelelor de diferite clase spectrale a descoperit o diferentiere in largimea liniilor spectrale, chiar in interiorul aceloras clase spectrale. Din aceste studii de inceput, in primii ani ai secolului urmator, astronomul danez Ejnar HERTZSPRUNG a descoperit existenta gigantelor si piticelor de aceeasi clasa spectrala,(1905), descoperire care ulterior a dus la alcatuirea Diagramei Hertzsprung-Russell. Antonia MAURY a alcatuit si un catalog cu spectrele a 681 stele de pe cerul boreal. In anul 1943 a primit medalia Annie Jump Cannon a Societatii Astronomice Americane (AAS), iar un crater remarcabil de pe Luna ii poarta numele, acelas cu al varului sau, Comandorul Matthew Fontaine MAURY, din marina USA. Antonia a decedat la Dobbs Ferry, NY, pe data de 8 ianuarie 1952.

Henrietta Swan Leavitt (1868-1921)

Ultima din cele 4 celebritati din "haremul" lui PICKERING este miss LEAVITT. Henrietta Swan LEAVITT s-a nascut la 4 iulie 1868. A studiat la Radcliffe College si din anul 1893 a lucrat la Harvard College Observatory. Examinand in calitate de calculator placile facute la Harvard Observatory, mai ales cele ale Norilor lui Magellan, a descoperit o relatie intre luminozitatea cefeidelor si perioada lor, asa numita RELATIE PERIOADA-LUMINOZITATE. Aceasta relatie are o mare importanta, deoarece prin cunoasterea perioadei de variatie a cefeidei respective, din luminozitatea dedusa se poate deduce distanta pana la steaua respectiva. Astfel cefeidele au devenit un fel de borne kilometrice in Univers. Cu ajutorul lor celebrul HUBBLE a putut determina distanta pana la cele mai apropiate galaxii, printre care cea din Andromeda, sau M31, iar in final i-au permis sa deduca legea de expansiune a Universului. Descoperirea relatiei perioada-luminozitate s-a finalizat prin anul 1912.

Dupa decesul lui E.C.PICKERING, care a survenit in anul 1919 a devenit director la Observatorul Harvard Solon Irving BAILEY, dar numai pentru 2 ani, fiind urmat in anul 1921 de mai cunoscutul Harlow SHAPLEY. In acel an LEAVITT ajunsese "sefa" a fotometriei stelare, dar a decedat de cancer pe data de 12 decembrie. Importanta relatiei perioada-luminozitate devenise asa de mare incat, peste cativa ani, matematicianul suedez Gosta Mittag-LEFFLER a facut propunerea ca LEAVITT sa fie nominalizata in anul 1926 pentru Premiul NOBEL pentru fizica, dar SHAPLEY l-a anuntat ca ea decedase...O situatie oarecum asemanatoare s-a produs mai recent, in cazul lui G.GAMOW, care a decedat prematur, ne mai apucand sa ia Premiul NOBEL dupa descoperirea radiatiei remanente de fond, pe care o prevazuse...

In amintirea lui LEAVITT asteroidul 5383 ii poarta numele, ca si un crater de pe LUNA (nu vedem de ce nu ar fi si pe VENUS, care este plina cu nume feminine...).

Se afirma ca, la un moment dat, "haremul" lui PICKERING numara 19 calculatoare, din care v-am prezentat pe cele 4 mai importante.

"Haremul" lui Pickering

Dintr-un articol al faimosului astronom american Carl SAGAN, aparut apoi in cartea CREIERUL LUI BROCA (cap.21: Trecutul si viitorul astronomiei americane), aflam cateva date despre salariile astronomilor acelor vremuri. Bugetul anual al Observatorului Naval era de 85000 dolari, fiind cel mai mare. Observatorul din Paris avea 53000, cel din Greenwich 49000, Observatorul Harvard 46000 iar cel de la Pulkovo 36000. La salariile directorilor,Observatorul Harvard statea cel mai bine, cu 5000 dolari. Calculatoarele erau platite cu 1200 dolari la Observatorul Naval in timp ce la Harvard luau numai 500 dolari...

Am vazut ca cele mai multe din calculatoarele de la Observatorul Collegiului Harvard, alcatuind asa numitul "harem" al lui PICKERING, erau fete simple, cu scoala cel mult medie si care erau dispuse sa lucreze pentru o remuneratie derizorie. Prima dintre ele, Williamina FLEMING, dupa ce a fost "sedusa si abandonata", ajunge fata in casa (menajera) la PICKERING, care, om practic, ca sa o plateasca din banii statului, o promoveaza calculatoare. Ea este una din cele 4 care au ramas in istoria astronomiei, prin descoperirile facute. In cele cateva randuri cu care incheiem acest scurt periplu in astronomia feminina de la Harvard, vom vorbi de alta astronoama, de alta factura, care insa nu a facut parte din "haremul" lui PICKERING, deoarece ajunge la Harvard dupa moartea acestuia. 

Cecilia Helena Payne (1900-1979)

Cecilia Helena PAYNE a fost unul din trei copii nascuti in Wendover, Anglia, la 10 mai 1900. Urmeaza scoala de fete St.Paul, dupa care Newnham College a Universitatii Cambridge. Studiaza botanica, fizica si chimia, pana este atrasa de lectura lui Arthur EDDINGTON despre expeditia sa pentru observarea eclipsei de Soare din 1919, pentru verificarea concluziilor teoriei generale a relativitatii. Aceste studii ii indreapta interesul spre astronomie, dar cum in Anglia femeile nu erau incurajate pentru cariera universitara-stiintifica, emigreaza in Statele Unite, unde, dupa intalnirea cu Harlow SHAPLEY, ajuns director la Observatorul Harvard, care o convinge sa se inscrie la un doctorat in astronomie, pe care il face la Radcliffe College, care acum apartine de Harvard. Subiectul tezei a fost atmosferele stelare, parte a astrofizicii teoretice. Despre aceasta teza de doctorat, cunoscutul astrofizician american Otto L. STRUVE, fost presedinte al Uniunii Astronomice Internationale, a afirmat ca, " fara nici un dubiu, aceasta teza este cea mai stralucita care s-a scris in astronomie"...Aviz amatoarelor...Cecilia s-a casatorit cu astronomul Serghei GAPOSCHKIN, dupa care a fost cunoscuta sub numele Cecilia PAYNE-GAPOSCHKIN. Dupa casatoria cu Serghei GAPOSCHKIN, Cecilia a inceput sa se intereseze si de astrofizica practica, observationala, prin observarea stelelor variabile. Ea a efectuat peste 3 milioane de observatii asupra stelelor variabile. In anul 1938, cu ajutorul lui SHAPLEY obtine rangul de astronom, fiind si mai bine remunerata. In timpul directoratului lui Donald Howard MENZEL, cu care era cam de aceeasi varsta, obtine rangul de profesor plin de astronomie in anul 1956, fiind prima femeie in aceasta situatie remarcabila. A contribuit la dezvoltarea si inpunerea clasificarii spectrale a stelelor, zisa "de la Harvard", despre care acelas Otto STRUVE in remarcabila carte scrisa impreuna cu Velta ZEBERGS "ASTRONOMIA SECOLULUI 20" scria urmatoarele :"Aceasta clasificare era astfel apreciata in anul 1935 de 3 importanti astrofizicieni ai zilelor noastre: RUSSELL  din Princetown, PAYNE-GAPOSCHKIN si MENZEL de la Observatorul Harvard- urmeaza un citat, destul de lung, dintr-o lucrare a celor 3:"The Classification of Stellar Spectra", in Astrophysical Journal, 81, 108(1935). Studiind, impreuna cu sotul sau, supernovele, ajunge, independent de Fritz ZWICKY, la concluzia ca supernovele sunt de 2 tipuri, fapt ce a ramas valabil si azi. A decedat la 7 decembrie 1979.