Профессор Якобус Корнелиус Каптейн FRS FRSE LLD (19 января 1851 — 18 июня 1922) был голландским астрономом . Он провел обширные исследования Млечного Пути и был первооткрывателем доказательств вращения галактик . [1] Каптейн также был одним из первых, кто еще в 1922 году предположил существование темной материи , используя скорости звезд . [2]
Каптейн родился в Барневельде в Нидерландах в семье Геррита Дж. и Элизабет К. (урожденная Куманс) Каптейн и был одним из 15 детей. [3] [4] Многие из Каптейнов были одарены в математике и физике. [5] Он сдал вступительные экзамены в университет в возрасте 16 лет, но родители Каптейна не разрешили ему поступить до следующего года. [6] В 1868 году он поступил в Утрехтский университет , чтобы изучать математику и физику . Он очень хорошо учился и по окончании учебы получил диплом с отличием . [6] Это заложило основу для его дальнейшей карьеры . [6]
Якобус Каптейн был очень любящим отцом в первые годы своей карьеры и взял на себя интерактивную роль, которую в 1880-х годах отцы мало выполняли. [5] Когда дети Каптейна достигли школьного возраста, его дочери, Якоба Корнелия и Генриетта, а также его сын Геррит пошли в школу для мальчиков. [5] Позже его дочери добились значительных успехов в карьере женщин, поступив в университет, чтобы изучать право и медицину. [5] Его дочь Генриетта (1881–1956) вышла замуж за астронома Эйнара Герцшпрунга и родила ему внучку по имени Ригель. [5]
В 1875 году, после защиты диссертации , он три года работал в Лейденской обсерватории . [3] В 1878 году Каптейн был назначен первым профессором астрономии и теоретической механики в Гронингенском университете . [3] Также в Гронингене он основал Астрономическую лабораторию в 1896 году и впоследствии стал ее директором. [3] Каптейн исполнял обе профессиональные роли в качестве профессора и директора в Гронингене до выхода на пенсию в 1921 году. [3] В 1888 году он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [7]
Между 1886 и 1900 годами, не имея обсерватории, он вызвался измерить фотографические пластинки , сделанные Дэвидом Гиллом , проводившим фотографический обзор звезд южного полушария в Королевской обсерватории на мысе Доброй Надежды . Для измерения этих пластин он использовал специальный параллактический прибор , сконструированный самим Каптейном. Результатом этого сотрудничества стала публикация Cape Photographic Durchmusterung в трех томах между 1896 и 1900 годами. В этом звездном каталоге были перечислены положения и звездные величины 454 875 звезд Южного полушария .
В 1897 году в рамках вышеуказанных работ он открыл Звезду Каптейна . У нее было самое высокое собственное движение среди звезд, известных до открытия звезды Барнарда в 1916 году.
В 1904 г., изучая собственные движения звезд, Каптейн сообщил, что они не случайны, как считали в то время; звезды могли разделиться на два потока, движущихся почти в противоположных направлениях. Позже выяснилось, что данные Каптейна были первым свидетельством вращения нашей Галактики, что в конечном итоге привело к открытию вращения галактики Бертилем Линдбладом и Яном Оортом .
В 1906 году Каптейн запустил план масштабного исследования распределения звезд в Галактике, используя подсчет звезд в разных направлениях. План включал измерение видимой величины , спектрального класса , лучевой скорости и собственного движения звезд в 206 зонах. Этот огромный проект был первым скоординированным статистическим анализом в астрономии, в котором участвовало более сорока различных обсерваторий.
Примерно в 1913 году Каптейн разработал теорию образования звезд на основе своих наблюдений за туманностями неправильной формы и их скоростями. [5] Он предположил, что звезды в неправильных туманностях в конечном итоге превратились в планетарные туманности. [5] Хотя эта теория не совсем верна, у нее есть некоторые положительные стороны. [5]
В 1913 году он был награжден медалью Джеймса Крейга Уотсона. В 1920 году Каптейн устроился на неполный рабочий день в Лейденский университет после окончания Гронингенского университета. [5] Этот шаг позволил Каптейну увидеться со своей внучкой Ригель и дочерью Генриеттой. [5] В последние годы работы Каптейна он проводил время, работая над сочетанием работы всей своей жизни, пересматривая и редактируя Вселенную Каптейна. [5] Позже Каптейн вышел на пенсию в 1921 году в возрасте семидесяти лет, но по просьбе своего бывшего студента и директора Лейденской обсерватории Виллема де Ситтера Каптейн вернулся в Лейден, чтобы помочь в модернизации обсерватории до современных астрономических стандартов.
Именем Каптейна назван астрономический институт Гронингенского университета . В честь Каптейна также названа улица в городе Гронинген: JC Kapteynlaan. А Группа телескопов Исаака Ньютона на Ла-Пальме на Канарских островах назвала в его честь телескоп Якобуса Каптейна (JKT).
Структура и размеры галактики представляли большой интерес для многих астрономов во времена Каптейна. Около 1900 года Хьюго фон Зеелигер предпринял попытку определить структуру галактики, подсчитав количество звезд между последовательными звездными величинами. [8] В конечном итоге фон Зеелигер смог определить скорость, с которой галактика уменьшалась в нескольких различных областях неба. В 1901 году Каптейн применил технику собственных движений и разработал статистический подход, который позволил ему оценить среднее расстояние до звезд между последовательными звездными величинами, что фактически послужило масштабом открытий фон Зеелигера. [8] Убедительные результаты фон Зеелигера и Каптейна показали, что галактика представляет собой сплюснутую звездную систему шириной примерно 10 кпк и толщиной 2 кпк, причем Солнце находится относительно близко (0,6 кпк) к центру. [8] Используя метод подсчета звезд, Каптейн смог подтвердить свои результаты и назвал свои открытия своей первой моделью галактики. [9]
Несмотря на большие успехи и создание модели галактики, существовала одна серьезная проблема. Работа Каптейна основывалась на недоказанном предположении, что в космосе нет поглощения света. [8] Если бы в космосе было поглощение света, то звезды выглядели бы более тусклыми и, таким образом, казались бы дальше, чем они есть на самом деле. Поглощение света также приведет к тому, что галактика рассеется быстрее, чем это происходит на самом деле. Если бы поглощение света оказалось существенным фактором, то работа Каптейна или, по крайней мере, его выводы были бы более или менее устаревшими. Чтобы обойти эту дилемму, Каптейн потратил годы на изучение и измерение степени поглощения. В 1917 году были обсуждены предположения Каптейна о межзвездном поглощении. [5] Споры были сосредоточены вокруг вопроса о «зоне уклонения». [5] К 1918 году он был убежден, что поглощение света незначительно, и уверенно поддержал свою первую модель структуры галактики. [8]
Каптейн представил свои открытия в работе всей своей жизни « Первая попытка теории расположения и движения звездной системы», которая была опубликована в 1922 году. Модель Каптейна и шкала расстояний были оспорены, среди прочих, Антоном Паннекуком и Харлоу Шепли , но Каптейн не был достаточно здоров, чтобы встретиться со своими сверстниками и обсудить свою работу. [10] Он умер в июне 1922 года, вскоре после публикации. [5] Только после смерти Каптейна Роберт Трамплер определил, что степень межзвездного покраснения на самом деле была намного больше, чем предполагалось. Это открытие показало, что размер галактики примерно в 2,5 раза больше, чем первоначально предполагалось, при этом Солнце переместилось на расстояние 9,2 кпк от Галактического центра .
Награды
Почести
Названный в его честь