Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт ( CfA ), ранее известный как Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики , — это астрофизический научно-исследовательский институт , которым совместно управляют обсерватория Гарвардского колледжа и Смитсоновская астрофизическая обсерватория . Основанный в 1973 году со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс , США, CfA проводит широкую программу исследований в области астрономии , астрофизики , наук о Земле и космосе , а также научного образования . CfA либо возглавляет, либо участвует в разработке и эксплуатации более пятнадцати наземных и космических астрономических исследовательских обсерваторий по всему электромагнитному спектру , включая будущий Гигантский Магелланов телескоп (GMT) и рентгеновскую обсерваторию Чандра , одну из объектов НАСА . Великие обсерватории .
CfA, в котором работают более 850 ученых, инженеров и вспомогательного персонала, является одним из крупнейших астрономических исследовательских институтов в мире. [1] Его проекты включают в себя нобелевские достижения в области космологии и астрофизики высоких энергий , открытие многих экзопланет и первое изображение черной дыры . CfA также играет важную роль в глобальном исследовательском сообществе астрофизики : например, Система астрофизических данных CfA (ADS) получила повсеместное признание [2] как всемирная онлайн-база данных статей по астрономии и физике. Известный на протяжении большей части своей истории как «Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики», в 2018 году CfA был переименован в свое нынешнее название, чтобы отразить свой уникальный статус совместного сотрудничества Гарвардского университета и Смитсоновского института . Нынешним директором CfA (с 2022 года) является Лиза Кьюли , которая сменила Чарльза Р. Алкока (директор с 2004 по 2022 год), Ирвина И. Шапиро (директор с 1982 по 2004 год) и Джорджа Б. Филда (директор с 1973 по 1982 год).
Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт формально не является независимой юридической организацией, а скорее институциональной организацией, действующей 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 одного директора и размещенной в одном комплексе здания в кампусе Гарварда в Кембридже, штат Массачусетс . Таким образом, история CfA — это история двух полностью независимых организаций, входящих в его состав. Обладая более чем 300-летней историей, HCO и SAO стали местом проведения важных вех в астрономической истории , предшествовавших основанию CfA. Они кратко изложены ниже.
Сэмюэл Пирпонт Лэнгли , третий секретарь Смитсоновского института , основал Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию в южном дворе Смитсоновского замка (на Национальной аллее США ) 1 марта 1890 года. Первоначальной основной целью Астрофизической обсерватории было «зафиксировать количество и характер солнечного тепла». [3] Чарльз Грили Эббот был назначен первым директором SAO, а обсерватория управляла солнечными телескопами для ежедневных измерений интенсивности Солнца в различных областях оптического электромагнитного спектра . При этом обсерватория позволила Эбботу внести важные уточнения в солнечную постоянную , а также по счастливой случайности обнаружить солнечную изменчивость . Вполне вероятно, что ранняя история SAO как солнечной обсерватории послужила частью вдохновения для логотипа Смитсоновского института в виде солнечных лучей, разработанного в 1965 году Кримильдой Понтес . [4]
В 1955 году научная штаб-квартира SAO переехала из Вашингтона, округ Колумбия, в Кембридж, штат Массачусетс , и стала филиалом Обсерватории Гарвардского колледжа (HCO). [3] Фред Лоуренс Уиппл , тогдашний председатель факультета астрономии 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) в 1957 году SAO приняло национальную задачу [5] по созданию всемирной сети спутникового слежения, сотрудничая с ВВС США в рамках проекта «Космический трек» .
С созданием НАСА в следующем году и на протяжении всей космической гонки SAO возглавляла основные усилия по развитию орбитальных обсерваторий и больших наземных телескопов , лабораторной и теоретической астрофизики , а также применению компьютеров для решения астрофизических проблем.
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». [6] В течение первых четырех лет работы обсерватория располагалась [7] в доме Даны-Палмера (где также проживал Бонд) недалеко от Гарвард-Ярда и состояла чуть более чем из трех небольших телескопов и астрономических часов. [6] В своей книге 1840 года, излагающей историю колледжа, тогдашний президент Гарварда Джозайя Куинси III отметил, что «требуется телескоп-рефлектор, установленный на экваторе». [6] Этот телескоп, 15-дюймовый «Большой рефрактор», открылся семь лет спустя (в 1847 году) на вершине холма Обсерватории в Кембридже (где он существует до сих пор, размещаясь в самом старом комплексе зданий CfA). Телескоп был самым большим в Соединенных Штатах с 1847 по 1867 год. Уильям Бонд и фотограф-первопроходец Джон Адамс Уиппл использовали Большой рефрактор для создания первых четких дагерротипов Луны (за что получили награду на Большой выставке 1851 года в Лондоне). Бонд и его сын Джордж Филлипс Бонд (второй директор HCO) использовали его для открытия 8-го спутника Сатурна, Гипериона (который также был независимо открыт Уильямом Ласселлом ).
Под руководством Эдварда Чарльза Пикеринга с 1877 по 1919 год обсерватория стала крупнейшим в мире производителем звездных спектров и звездных величин, основала наблюдательную станцию в Перу [ 8] и применила методы массового производства для анализа данных . Именно в это время HCO стал местом проведения ряда крупных открытий в истории астрономии , благодаря так называемым « компьютерам » обсерватории (женщины, нанятые Пикерингом в качестве квалифицированных рабочих для обработки астрономических данных). В число этих «компьютеров» входили Уильямина Флеминг , Энни Джамп Кэннон , Генриетта Суон Ливитт , Флоренс Кушман и Антония Мори , все они сегодня широко признаны как крупные фигуры в истории науки . [9] Генриетта Суон Ливитт , например, открыла так называемое соотношение период-светимость для переменных звезд классических цефеид , [10] создав первую главную « стандартную свечу », с помощью которой можно измерять расстояния до галактик . Это открытие , названное теперь « 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 доказательством модели Большого взрыва .
После выхода Пикеринга на пенсию в 1921 году руководство HCO перешло к Харлоу Шепли (крупному участнику так называемых « Великих дебатов » 1920 года). Эта эпоха обсерватории прославилась благодаря работе Сесилии Пейн-Гапошкин , которая стала первой женщиной, получившей степень доктора астрономии в Рэдклифф-колледже (в нескольких минутах ходьбы от обсерватории). В диссертации Пэйна-Гапочкина 1925 года предполагалось, что звезды состоят в основном из водорода и гелия — идея, которая в то время считалась нелепой. [11] В период между пребыванием Шепли и формированием 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 основа того, что в конечном итоге привело к созданию Центра астрофизики, началась с переездом SAO в Кембридж в 1955 году. Фред Уиппл , который уже был председателем факультета астрономии Гарвардского университета (расположенного в HCO с 1931 года [12] ), был назначен новым руководителем SAO. режиссер в начале этой новой эры; раннее испытание модели единого руководства в HCO и SAO. В последующие 18 лет две независимые организации будут еще теснее сливаться друг с другом, эффективно (но неформально) действуя как один крупный исследовательский центр.
Эти совместные отношения были официально оформлены как новый Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики 1 июля 1973 года. Джордж Б. Филд , тогда связанный с Беркли , был назначен его первым директором. В том же году был создан новый астрономический журнал CfA Preprint Series , а прибор CfA/SAO, летавший на борту Skylab , обнаружил корональные дыры на Солнце. [13] Основание CfA также совпало с рождением рентгеновской астрономии как новой крупной области, в которой в первые годы своего существования в значительной степени доминировали ученые CfA. Риккардо Джаккони , считающийся «отцом рентгеновской астрономии», основал Отдел астрофизики высоких энергий в рамках нового CfA, переведя большую часть своей исследовательской группы (тогда из Американских наук и техники ) в SAO в 1973 году. Эта группа позже перешла в SAO. он запустил обсерваторию Эйнштейна (первый рентгеновский телескоп с визуализацией ) в 1976 году и, в конечном итоге, возглавил предложения и разработку того, что впоследствии стало рентгеновской обсерваторией Чандра . «Чандра», вторая из Великих обсерваторий НАСА и до сих пор самый мощный рентгеновский телескоп в истории, продолжает свою работу и сегодня в составе рентгеновского центра «Чандра» CfA. Позже Джаккони получил Нобелевскую премию по физике 2002 года за фундаментальную работу в области рентгеновской астрономии.
Вскоре после запуска обсерватории Эйнштейна Стивен Вайнберг из CfA получил Нобелевскую премию по физике 1979 года за свою работу по электрослабому объединению . В следующем десятилетии началось знаменательное исследование красного смещения CfA (первая попытка составить карту крупномасштабной структуры Вселенной ), а также был выпущен «Полевой отчет», весьма влиятельное десятилетнее исследование 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 наблюдательных объектов CfA по всему миру, включая недавно названную обсерваторию Фреда Лоуренса Уиппла , инфракрасный телескоп (IRT) на борту Космический шаттл , 6,5-метровый многозеркальный телескоп (ММТ), спутник SOHO и запуск «Чандры» в 1999 году. Открытия под руководством CfA за этот период включают канонические работы над сверхновой 1987A , « Великой стеной CfA2 » (на тот момент крупнейшей известная когерентная структура во Вселенной), лучшее на данный момент доказательство существования сверхмассивных черных дыр и первое убедительное доказательство существования внесолнечной планеты . [14]
В 1980-е годы CfA также сыграла особую роль в истории информатики и Интернета: в 1986 году SAO приступила к разработке SAOImage, одного из первых в мире приложений на базе X11 , ставших общедоступными (его преемник DS9 остается наиболее распространенным использовал программу просмотра астрономических изображений FITS по всему миру). В это время ученые и разработчики программного обеспечения CfA также начали работу над тем, что впоследствии стало 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 является основополагающим аспектом современного Интернета. [2]
Чарльз Алкок , известный рядом крупных работ, связанных с массивными компактными гало-объектами , был назначен третьим директором CfA в 2004 году. Сегодня Алкок курирует один из крупнейших и наиболее продуктивных астрономических институтов в мире, [1] располагающий более чем 850 сотрудников и годовой бюджет, превышающий 100 миллионов долларов. На факультете астрономии Гарварда, расположенном в составе CfA, постоянно работают около 60 аспирантов , более 100 постдокторантов и примерно 25 студентов Гарвардского колледжа, специализирующихся на астрономии и астрофизике . Тем временем в SAO действует долгосрочная и высоко оцененная программа летней стажировки REU , а также приезжает множество аспирантов. По оценкам CfA, примерно 10% профессионального сообщества астрофизиков в Соединенных Штатах провели там хотя бы часть своей карьеры или образования. [16]
CfA является либо ведущим, либо основным партнером в работе обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла , Субмиллиметровой решетки , обсерватории MMT , Южнополярного телескопа , VERITAS и ряда других небольших наземных телескопов . Стратегический план CfA на 2019–2024 годы включает строительство Гигантского Магелланова телескопа в качестве ведущего приоритета центра.
Наряду с рентгеновской обсерваторией «Чандра» , CfA играет центральную роль в ряде космических наблюдательных объектов , включая недавно запущенный солнечный зонд «Паркер» , космический телескоп «Кеплер» , Обсерваторию солнечной динамики (SDO) и «Хиноде ». CfA через Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию недавно сыграл важную роль в рентгеновской обсерватории Lynx , финансируемом НАСА исследовании концепции крупной миссии, заказанном в рамках Десятилетнего исследования астрономии и астрофизики 2020 года («Astro2020»). В случае запуска Lynx станет самой мощной рентгеновской обсерваторией , созданной на сегодняшний день, что позволит на порядок увеличить возможности по сравнению с Chandra.
SAO является одним из 13 заинтересованных институтов Совета Event Horizon Telescope , а в CfA находится Центр управления массивами. В 2019 году проект показал первое прямое изображение черной дыры. [17] Этот результат широко рассматривается как триумф не только наблюдательной астрономии , но и ее пересечения с теоретической астрофизикой . Объединение наблюдательных и теоретических областей астрофизики было основным направлением деятельности CfA с момента его основания. [13]
В 2018 году CfA провел ребрендинг , изменив свое официальное название на «Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт», чтобы отразить свой уникальный статус совместного сотрудничества Гарвардского университета и Смитсоновского института . Сегодня CfA получает примерно 70% своего финансирования от НАСА , 22% — от федеральных фондов Смитсоновского института и 4% — от Национального научного фонда . Остальные 4% поступают от спонсоров, в том числе от Министерства энергетики США , Фонда Анненберга , а также от других подарков и пожертвований. [16]
Исследования в CfA организованы в шесть подразделений и семь исследовательских центров:
В CfA также расположены факультет астрономии Гарвардского университета, крупные центральные инженерные и вычислительные центры, отдел научного образования, библиотека Джона Г. Вольбаха, крупнейшая в мире база данных статей по астрономии и физике (ADS) и крупнейшая в мире коллекция. астрономических фотопластинок.
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )42°22′53″N 71°07′42″W / 42.38146°N 71.12837°W / 42.38146; -71.12837
